【文章內(nèi)容簡介】 、H分別是鑄錠加熱時間、鑄錠厚底3） 爐內(nèi)氣氛根據(jù)具體合金與氣體相互作用的特性不同，選用不同的爐內(nèi)氣氛，以保證鑄錠的加熱質(zhì)量，本設(shè)計是在推進(jìn)式加熱爐中加熱，爐內(nèi)氣氛是空氣。為了提高加熱速度，保證加熱均勻，在爐內(nèi)常采用風(fēng)機(jī)實行強(qiáng)制熱循環(huán)流動。根據(jù)合金的塑性圖、合金相圖、再結(jié)晶圖及相關(guān)資料可得各計算產(chǎn)品的加熱制度見表210所示加熱爐采用推進(jìn)式加熱爐。表 210 計算產(chǎn)品鑄錠的加熱制度表合金牌號加熱溫度/℃加熱時間/h106050042A124603A215207A09495（5）熱軋加熱工藝制度包括加熱溫度、熱軋速度、壓下制度、冷卻潤滑及輥型。對熱軋溫度、熱軋速度、熱軋壓下制度、熱軋冷卻潤滑及熱軋缺陷分別介紹如下。1) 熱軋溫度熱軋溫度包括開軋溫度和終軋溫度，合金的狀態(tài)圖是確定熱軋溫度范圍最基本的依據(jù)。理論上左右，但應(yīng)考慮低熔點相的影響。熱軋溫度過高，容易出現(xiàn)晶粒粗大或晶間低熔點相的熔化，導(dǎo)致加熱時鑄錠過熱或過燒，熱軋時開裂或軋碎。塑性圖在一定程度上反映了金屬的高溫塑性情況，它是確定熱軋溫度范圍的主要依據(jù)。根據(jù)塑性圖可以選擇塑性高、強(qiáng)度小的熱軋溫度范圍。對某些合金，當(dāng)溫度降低時，塑性急趨下降。出現(xiàn)“中溫脆性區(qū)”，溫度控制不當(dāng)，熱軋板出現(xiàn)裂邊現(xiàn)象。因此，熱軋應(yīng)在溫度降落在中溫脆性區(qū)以前完成。塑性圖不能反映熱軋終了金屬的組織與性能。當(dāng)熱軋產(chǎn)品組織性能有一定要求時，必須根據(jù)第二類再結(jié)晶圖確定終軋溫度。終軋溫度要保證產(chǎn)品所要求的性能和晶粒度。溫度過高，晶粒粗大，不能滿足性能要求，而且繼續(xù)冷軋會產(chǎn)生軋件表面桔皮和麻點等缺陷，當(dāng)冷軋加工率較小時，還難以消除。終軋溫度過低引起金屬加工硬化，能耗增加，再結(jié)晶不完全導(dǎo)致晶粒大小不均及性能不合。終軋溫度還取決于相變溫度，在相變溫度以下將有第二相析出，其影響由第二相的性質(zhì)決定。一般會造成組織不均，降低合金塑性，造成裂紋以致開裂。終軋溫度一般取相變溫度以上20～30℃。無相變的合金，左右。2) 熱軋速度為了提高生產(chǎn)率，保證合理的終軋溫度應(yīng)采用高速軋制。但是，熱軋過程中硬化和軟化過程的轉(zhuǎn)化方向，關(guān)鍵取決于變形速度，而軋制速度是影響熱軋變形速度的一個重要因素?？梢姡瑹彳埶俣炔粌H直接影響生產(chǎn)率，還通過變形速度影響金屬的塑性。如果提高軋制速度有利于金屬塑性增加過程的進(jìn)行，應(yīng)提高軋制速度。相反，如果提高軋制速度使金屬向塑性減小的過程進(jìn)行，應(yīng)降低軋制速度。對于變速可逆式軋機(jī)，開始軋制時為有利于咬入，軋制速度降低；咬入后升速至穩(wěn)定軋制，軋制速度較高；即將拋出時降低軋制速度，實現(xiàn)低速拋出。這種速度制度有利于減少溫降和提高軋機(jī)的生產(chǎn)率。生產(chǎn)中根據(jù)不同的軋制階段，確定不同的熱軋速度制度。一般可分為3個階段：一是開始軋制階段，因為鑄錠厚而短，絕對壓下量較大，咬入困難，而且是變鑄造組織為加工組織，以免鑄造缺陷引起軋裂，所以采用較低的軋制速度；二是中間軋制階段，為了控制終軋溫度和提高生產(chǎn)率，只要條件允許，應(yīng)盡量采用高速軋制；三是最后軋制階段，因軋件薄而長，溫降大使軋件頭尾與中間溫差大，為保證產(chǎn)品性能與精度，應(yīng)采用較低的軋制速度。3) 熱軋壓下制度熱軋壓下制度主要包括熱軋總加工率、道次加工率和軋制道次的確定等。（a） 總加工率的確定原則 ：大多數(shù)鋁及鋁合金的熱軋總加工率可達(dá)90％以上。當(dāng)鑄錠厚度和設(shè)備條件已確定時，確定總加工率的原則是：a）金屬及合金的性質(zhì)。高溫塑性范圍較寬，熱脆性小，變形抗力低的金屬及合金熱軋總加工率大,如鋁及軟鋁合金，相反，硬鋁合金一般熱軋溫度范圍窄，熱脆傾向大，其總加工率通常比軟鋁合金??；b）產(chǎn)品質(zhì)量要求。供冷軋用的坯料，熱軋總加工率應(yīng)留有足夠的冷變形量，以便控制產(chǎn)品性能等；對熱軋產(chǎn)品為保證性能要求，熱軋總加工率的下限應(yīng)使鑄造組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸そM織；c）軋機(jī)能力及設(shè)備條件。軋機(jī)最大工作開口度和最小軋制厚度差越大，鑄錠越厚，熱軋總加工率越大，但鑄錠厚度受軋機(jī)開口度和輥道長度等限制；d）鑄錠尺寸及質(zhì)量。鑄錠厚且質(zhì)量好，加熱均勻，熱軋總加工率相應(yīng)增加。（b） 道次加工率的確定原則：制定道次加工率應(yīng)考慮合金的高溫性能、咬入條件、產(chǎn)品質(zhì)量要求及設(shè)備能力。不同軋制階段道次加工率確定的原則是：a） 開始軋制階段，道次加工率比較小，因為前幾道次主要是變鑄造組織為加工組織，滿足咬入條件。對包鋁板鑄錠，為使包鋁板與基體焊合牢固，頭一道次加工率應(yīng)小于10%。但是，熱軋硬鋁合金前幾道次出現(xiàn)軋件表面粘著時，減少不均勻變形產(chǎn)生的裂紋、分層或“張嘴”，加工率應(yīng)隨道次增多逐漸加大；b） 中間軋制階段，隨金屬加工性能的改善，如果設(shè)備能力允許應(yīng)盡量增大道次加工率。最大道次加工率，對硬鋁合金變形深透后可達(dá)45%以上，對軟鋁及多數(shù)重有色金屬可達(dá)50%。中間道次后期壓下量應(yīng)使軋制壓力與輥型相適應(yīng)。以便控制板凸度；c） 最后軋制階段，一般道次加工率減小。熱軋最后兩道次溫度較低，變形抗力較大，其壓下量應(yīng)在控制板凸度的基礎(chǔ)上，保持良好的板形條件和厚度偏差。（c） 軋制道次。軋制道次取決于道次加工率的分配。一般總加工率大，道次加工率小，鑄錠較寬時，軋制道次數(shù)多。在可能的條件下，應(yīng)減少軋制道次。本設(shè)計四個計算產(chǎn)品的熱軋壓下制度如表211所示。表211 四個計算產(chǎn)品的熱軋壓下制度合金牌號總加工率最大道次加工率軋制道次106095%%72A1295%40%93A2195%%77A0995%%94) 熱軋時的冷卻潤滑（a） 冷卻潤滑的作用：a) 冷卻軋輥，減少摩擦，降低能耗，提高生產(chǎn)率；b) 防止輥面粘著金屬粉末(防止粘輥)，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量；c) 減少輥面磨損及龜裂，增加軋輥使用壽命；d) 控制輥型，改善板形。（b）對熱軋冷卻潤滑劑的要求：a) 潤滑油閃點高，高溫潤滑性好；b) 潤滑劑燃燒后不留殘灰和油垢；c)較高的油膜強(qiáng)度；油膜強(qiáng)度高，承受軋制壓力大而且油膜不破裂，防止粘輥；d) 乳液應(yīng)具有穩(wěn)定性高、熱分離性好、使用周期長等特點；e) 不腐蝕軋件和軋輥；f) 來源廣，成本低，使用管理方便，對環(huán)境污染小。鋁及鋁合金的冷卻潤滑廣泛采用乳液，乳液具有冷卻能力大，潤滑性能好等特點。常用的乳液某些性能指標(biāo)其性能如表212所示表212 常用的乳液某些性能指標(biāo)乳液名稱使用濃度/%油膜強(qiáng)度/NPH使用周期59C3～7390～490～—A1001HR2～685～735～約6個月PROSOL661～5—約3個月1022號——～3個月200號5～8685～786～6～12個月84號1～3685～785～12個月LRZ882～3685～735～9～12個月5) 熱軋制品的主要缺陷及產(chǎn)生原因熱軋制品主要有表面不合、板形不良、厚度超差及機(jī)械性能不合等缺陷，分析產(chǎn)生的原因，找出消除措施，對減少熱軋廢品提高成品率具有重要意義。（a） 表面缺陷 制品表面有氣泡與起皮、裂紋、裂邊、分層或?qū)恿选潅c擦傷、粘輥等缺陷。氣泡與起皮的主要原因是鑄錠質(zhì)量問題。表面裂紋主要與金屬性能、冷卻潤滑及鑄錠加熱氣氛有關(guān)。裂邊的原因主要是鑄錠加熱溫度低，金屬塑性較差，冷卻潤滑不良；道次加工率太大；輥型控制不好；出現(xiàn)邊部負(fù)拉應(yīng)力產(chǎn)生裂邊。分層或?qū)恿?，通常熱軋低塑性合金時，道次壓下量分配不合理，變形不深透產(chǎn)生表層變形，致使軋件中部出現(xiàn)附加拉應(yīng)力，產(chǎn)生分層或?qū)恿?，?yán)重時會出現(xiàn)“張嘴”。適當(dāng)增加道次加工率，減少不均勻變形；加強(qiáng)冷卻潤滑，防止粘輥；沿軋向鑄錠頭尾呈圓弧形或楔形，人為增加外端作用，防止分層或?qū)恿?。劃傷與擦傷主要是軋件出輥速度和輥道或卷取機(jī)的線速度不同步，卷取時卷得過松或過緊，產(chǎn)生劃傷與擦傷或粘傷。粘輥是金屬氧化嚴(yán)重，粘性較大，冷卻潤滑劑性能較差時產(chǎn)生的。選擇性能好濃度適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑劑；安裝清輥器，研磨軋輥粗糙度要適當(dāng)；可消除粘輥，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。（b） 板形不良 熱軋板形不良主要有側(cè)彎(鐮刀形)、波浪等。側(cè)彎是兩邊壓下不一致；鑄錠加熱不均；冷卻潤滑劑沿寬向分布不一致；輥型控制不當(dāng)；送料不正或不對中產(chǎn)生的。經(jīng)常測量厚度，檢查調(diào)整兩邊壓下，正確使用導(dǎo)尺，檢查冷卻潤滑系統(tǒng)是否正常等措施，消除側(cè)彎。當(dāng)原始輥型凹度過大，或軋輥溫度低，壓下量大；冷卻潤滑劑流量大，會產(chǎn)生兩邊波浪。相反，則產(chǎn)生中間波浪。（c） 厚度超差 操作不當(dāng)，鑄錠加熱溫度波動太大，道次壓下量分配不當(dāng)，軋制速度變化太大，測量不準(zhǔn)確，會出現(xiàn)厚度超差。（d） 械性能不合 其產(chǎn)生的主要原因是終軋溫度控制不當(dāng)或鑄錠的化學(xué)成分不符合標(biāo)準(zhǔn)；加熱溫度不合理等。（6）冷軋冷軋是獲得并保證產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵工序。冷軋通常是指金屬及其合金再結(jié)晶溫度以下的軋制過程。冷軋過程產(chǎn)生加工硬化，隨著變形程度的增加，材料的強(qiáng)度和變形抗力不斷增加，而塑性降低。冷軋的特點是：冷軋的產(chǎn)品有均勻的組織和性能，有較高的強(qiáng)度；產(chǎn)品的尺寸精度高，表面品質(zhì)好；可通過變形程度和熱處理的控制，獲得各種性能和狀態(tài)的產(chǎn)品；冷軋可生產(chǎn)薄材或箔材。冷軋過程與熱軋不同的是，它可以在不同的軋機(jī)上進(jìn)行，也可以在同一軋機(jī)上完成。冷軋工藝制度包括冷軋壓下制度、冷軋時的張力、冷軋的速度、冷軋潤滑及輥型等內(nèi)容。1） 冷軋壓下制度冷軋壓下制度主要包括總加工率的確定和道次加工率的分配?？偧庸ぢ室话惴謨纱瓮嘶鹬g的總加工率，稱中間冷軋總加工率；為控制產(chǎn)品最終性能及表面質(zhì)量，所選定的總加工率稱成品冷軋總加工率。（a） 中間冷軋總加工率的原則a) 充分發(fā)揮合金塑性，盡可能采用大的總加工率，以減少中間退火及其他工序，縮短工藝流程。b) 保證產(chǎn)品質(zhì)量，防止總加工率過大，產(chǎn)生裂邊或斷帶，惡化表面質(zhì)量。c) 充分發(fā)揮設(shè)備能力，保證設(shè)備安全運轉(zhuǎn)，防止損壞設(shè)備部件或燒壞電機(jī)的事故出現(xiàn)。對于純鋁其中間冷軋總加工率為75～95%，而對軟鋁合金，其中間冷軋總加工率為60～90%，對硬鋁合金，其中間冷軋總加工率為60～85%。（b） 成品冷軋總加工率主要取決于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品性能的要求。因此，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品不同狀態(tài)或性能要求，確定成品冷軋總加工率。（c） 道次加工率的分配冷軋總加工率確定之后,應(yīng)合理分配各道次的加工率。合理分配道次加工率的基本原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備安全的前提下，盡量減少道次，采用大加工率軋制,提高生產(chǎn)率。具體分配道次加工率的一般原則是:a） 通常第一道次加工率較大,以充分利用金屬塑性,往后隨加工硬化程度增加,道次加工率逐漸減??；b） 保證順利咬入,不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,軋制厚板帶較突出；c） 分配道次加工率,應(yīng)盡量使各道次軋制壓力相接近,對穩(wěn)定工藝調(diào)整輥型有利；d） 保證設(shè)備安全運行,防止超負(fù)荷損壞軋機(jī)部件與主電機(jī)。生產(chǎn)中,根據(jù)設(shè)備、工藝及產(chǎn)品要求,可適當(dāng)調(diào)整道次加工率。表213 四個計算產(chǎn)品的冷軋壓下制度合金牌號中間冷軋總加工率最大道次加工率成品冷軋總加工率軋制道次1060%%%102A1265%%%63A2175%%%87A0960%30%%62） 冷軋時的張力軋制帶材必須采用張力。張力通常是指前后卷筒給帶材的拉力，或者機(jī)架之間相互作用使帶材承受的拉力。（a）張力在軋制過程中的作用 a） 能降低單位壓力，調(diào)整主電機(jī)負(fù)荷。b） 調(diào)整張力能控制帶材厚度。c） 調(diào)整張力可以控制板形。d） 防止帶材跑偏，保證軋制穩(wěn)定。e） 張力為增大卷重，提高軋制速度，實現(xiàn)軋制過程機(jī)械化，以及計算機(jī)控制創(chuàng)造了有利條件。（b） 張力的確定與調(diào)整確定張力的大小應(yīng)考慮合金品種、軋制條件、產(chǎn)品尺寸與質(zhì)量要求。一般隨合金變形抗力及軋制厚度與寬度增加，張力相應(yīng)增大。最大張應(yīng)力不應(yīng)超過合金的屈服極限，以免發(fā)生斷帶；最小張應(yīng)力必須保證帶材卷緊卷齊。設(shè)計中可選擇張應(yīng)力值q＝(～)，厚帶或高塑性合金取上限，薄帶或低塑性合金取下限。前張力與后張力的大小確定：一般后張力大于前張力，帶材不易拉斷，能防止跑偏，降低軋制壓力比較顯著。但是，后張力過大增加主電機(jī)負(fù)荷，使后滑增大可能打滑，來料如卷松會造成擦傷等。相反，前張力大于后張力時，降低主電機(jī)負(fù)荷，促使變形均勻，有利于控制板形。但是，前張力過大，帶材卷得太緊，退火易粘結(jié)，軋制容易斷帶。生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇前后張力的大小。（c） 冷軋時的速度為了提高生產(chǎn)率與確保設(shè)備安全，采用低速咬入及拋出，高速穩(wěn)定軋制制度。一般軋制速度在10～20m/s左右。生產(chǎn)中，成品精軋最后道次為保證板形，采用較低的軋制速度有利于平整；當(dāng)輥溫過高、裂邊嚴(yán)重或過焊縫處，應(yīng)適當(dāng)降低軋制速度。總之，生產(chǎn)中要根據(jù)具體條件和工藝要求，合理選定與調(diào)整軋制速度。（d） 冷軋時的冷卻潤滑冷軋時，加工硬化使金屬的變形抗力增加，單位壓力較高，能耗增大。金屬的變形熱與摩擦熱使軋件和軋輥溫度升高，當(dāng)加工率大、軋制速度高及壓力大時更為突出。而且冷軋產(chǎn)品的精度、性能及表面質(zhì)量要求高。因此，冷軋時的冷卻潤滑對減小摩擦、降低能耗、控制輥溫、提高產(chǎn)品質(zhì)量及軋輥使用壽命，具有重要的意義。a) 冷卻潤滑劑的要求對冷卻潤滑劑有較高的要求：① 基礎(chǔ)油的粘度要適當(dāng)；② 潤滑性能良好，摩擦系數(shù)?。虎?油膜強(qiáng)度要大；④ 不腐蝕軋件和軋輥，并容易去除；⑤ 閃點要適，閃點過高，退火時不易燒凈，使產(chǎn)品表面產(chǎn)生油斑；閃點過低，軋制時易揮發(fā)油煙，容易著火；⑥ 對人體無害；⑦ 來源廣價格低。b） 冷卻潤滑劑冷軋的冷卻潤滑劑，必須根據(jù)合金特性、產(chǎn)品質(zhì)量要求、軋制壓力及軋制速度等具體條件，選擇不同性能的冷卻潤滑劑。鋁合金冷軋潤滑劑主要由基礎(chǔ)油和添加劑組成。（e） 冷軋產(chǎn)品的主要缺陷及其原因 冷軋中常出現(xiàn)的缺陷，歸納起來主要有厚度超差、板形不良、表面缺陷及性能不合等。a） 厚度超差：當(dāng)坯料厚度波動太大或超差；坯料熱處理后性能不均，壓下分配不合理，操作或控制不當(dāng)；張力不穩(wěn)定或頭尾失張；升降時未及時調(diào)整壓下；潤滑冷卻不均；測量不準(zhǔn)等，均會產(chǎn)生厚度超差。b) 板形不良：冷軋板形不良主要有波浪(單邊、中間、兩邊及雙