减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备及轧制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103341509A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103341509103341509A(43)申请公布日2013.10.09(21)申请号201310225786.2(22)申请日2013.06.07(71)申请人哈尔滨理工大学地址150080黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号哈尔滨理工大学(72)发明人赵彦玲王弘博车春雨杨雪松铉佳平云子艳(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所23118代理人陈晓光(51)Int.Cl.B21B38/00(2006.01)B21B37/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备及轧制方法(57)摘要本发明涉及一种减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备及方法。现有的轧制方法不能很好的解决内部气孔缺陷。本发明组成包括:轧制装置，所述的轧制装置由加热炉（1）、传送带（2）、轧机（3）、合金参数检测装置、工件选择装置组成（4），所述的加热炉（1）与所述的传送带（2）连接，所述的传送带（2）与所述的轧机（3）的轧辊连接，所述的轧辊安装有合金参数检测装置，所述的轧机（3）与工件选择装置（4）连接。本发明用于测试轧制工艺参数和气孔缺陷的关系，实现提高产品质量，提高企业效益。CN103341509ACN103459ACN103341509A权利要求书1/1页1.一种减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备，其组成包括:轧制装置，其特征是：所述的轧制装置由加热炉、传送带、轧机、合金参数检测装置、工件选择装置组成，所述的加热炉与所述的传送带连接，所述的传送带与所述的轧机的轧辊连接，所述的轧辊安装有合金参数检测装置，所述的轧机与工件选择装置连接。2.根据权利要求1所述的减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备，其特征是:所述的合金检测装置用于检测合金的内部气孔缺陷，所述的选择装置接收合金参数检测装置的信息提出不合格产品。3.一种根据权利要求1或2所述的减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备进行的轧制方法，其特征是：采用常规轧机进行轧制，在轧制过程中，下压量不超过40%，轧制速度为0.2m/s以下，轧制参数选择采用弹塑性有限元分析方法，以ANSYS有限元为平台，基于GTN损伤理论，分析轧制过程中气孔缺陷周围的应力应变的变化，进一步分析气孔缺陷的演变规律；研究不同轧制参数时产生缺陷的边界条件，优化工艺参数；首先，应用拉伸实验测定铝硅合金的力学性能，测试出材料的延伸率和抗拉强度参数，将这些参数转化为有限元软件分析参数；其次，研究观察扫描显微镜下气孔缺陷的形貌，根据实际情况建立相应的有限元模型，同时制定模拟方案，模拟在轧制速度和轧制道次一定的情况下，设置下压量分别为0.4mm和0.9mm分析出气孔缺陷的变化规律；最后，根据有限元模拟的结果，用现场试验的方法来验证细观损伤模型在轧制成型中的应用，验证不同下压量和不同轧制速度下的气孔缺陷变化规律，筛选出最适合的生产参数。4.根据权利要求1或2或3所述的减少铝硅合金气孔缺陷的轧制方法，其特征是：所述的下压量不超过40%，4004铝硅合金的应力分布极不均匀，因为气孔周围在压力作用下很容易发生应力集中，因此轧件首先在应力集中部位发生塑性变形，而且下压量增大，等效应力同时增大，同时模拟结果显示无论下压量多少，应变的分布都很平均，因此下压量的改变对应变分布影响很小，综上所述，下压量是铝硅合金轧制过程中非常重要的工艺参数，在保证轧制效率和轧制质量的前提下，应控制铝硅合金的下压量不应过高。5.根据权利要求1或2或3或4所述的减少铝硅合金气孔缺陷的轧制方法，其特征是：所述的轧制速度为0.2m/s以下；轧制速度是另一个非常重要的工艺参数，轧制速度过小，会使轧制时间增大，增加生产成本降低生产率；轧制速度过大，容易发生边裂，产生断带事故；所以应该选择适当的轧制速度，有限元模拟结果现实，轧制速度的改变，对轧件的应变分布无太大影响，应变量的最大值基本都出现在气孔缺陷处，但是增大轧制速度会使应变量增大，轧制速度从0.2m/s增大到0.5m/s应变量增加了192.3%。2CN103341509A说明书1/3页减少铝硅合金气孔缺陷的轧制设备及轧制方法[0001]技术领域：本发明涉及到一种轧制设备及轧制方法，具体涉及到一种如何获得减少4004铝硅合金的内部气孔缺陷的轧制参数的设备及方法。[0002]背景技术：铝硅合金在熔炼中易于大量吸收气体，从而形成铝硅合金气孔，疏松等缺陷，气孔缺陷在局部容易形成应力集中，进而变成材料断裂的源头，使材料的塑性和强度降低，影响材料的质量，现有的轧制方法不能很好的解决内部气孔缺陷。[0003]发明内容：本发明的目的是提供一种测试轧制工艺参数和气孔缺