本發(fā)明涉及復(fù)合材料加工，具體說是鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫塑性流動(dòng)控制方法及加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合材料一般可分為層狀金屬復(fù)合材料、?顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，層狀金屬復(fù)合材料作為復(fù)合材料的一種，是指利用復(fù)合技術(shù)或多種化學(xué)、力學(xué)性能不同的金屬在界面上實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合而形成的復(fù)合材料，充分發(fā)揮雙金屬各自的耐腐蝕性能、耐磨損性、電性能、磁性能等特殊物理化學(xué)性能及強(qiáng)度、斷裂韌性、沖擊韌性等力學(xué)性能，同時(shí)大幅度降低材料成本。

2、目前，現(xiàn)有的鎳鋼復(fù)合板大多采用軋制復(fù)合法制備，即通過軋輥的壓力使不同的金屬板材發(fā)生塑性變形而焊合在一起的復(fù)合法，軋制過程中，可根據(jù)需要通過軋輥對覆材和基材進(jìn)行加熱，但是在高溫軋制過程中，板材和熱輥之間為線接觸，導(dǎo)致熱輥需要停留一段時(shí)間才能完成加熱過程，如此便會(huì)增加復(fù)合時(shí)耗，降低生產(chǎn)效率，此外，由于板材在兩熱輥距離相近處才會(huì)受到壓力，而鎳和鋼的熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和力學(xué)性能的差異，使得鎳和鋼界面會(huì)產(chǎn)生較大的界面搓動(dòng)，當(dāng)復(fù)合板逐漸遠(yuǎn)離兩熱輥后，鎳和鋼結(jié)合界面會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，該殘余應(yīng)力降低兩種板材的結(jié)合度，無法保證復(fù)合板的界面結(jié)合質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫塑性流動(dòng)控制方法及加工設(shè)備，整體采用惰性氣體為復(fù)合氛圍，避免了復(fù)合界面氧化層的產(chǎn)生，同時(shí)在熱軋機(jī)前部設(shè)置能夠調(diào)整板材和熱軋機(jī)接觸面積的調(diào)節(jié)組件，將板材和熱軋機(jī)之間的線接觸調(diào)整為面接觸，提高了加熱效率，保證了復(fù)合生產(chǎn)效率，此外，在熱軋機(jī)后部設(shè)置保壓組件，通過控制鎳板材和鋼板材的協(xié)調(diào)變形和塑性流動(dòng)，從而促使對面金屬通過塑性流動(dòng)擠入到界面搓動(dòng)形成的新鮮表面，進(jìn)而形成相互交錯(cuò)的界面，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)擠壓點(diǎn)周圍的內(nèi)部應(yīng)力能夠相互抵消，從而使得鎳板材和鋼板材不會(huì)產(chǎn)生過大的相對移動(dòng)，保證了復(fù)合板材的界面結(jié)合質(zhì)量。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，包括疊軋室，所述的疊軋室內(nèi)側(cè)中部固定設(shè)置有熱軋機(jī)總成，熱軋機(jī)總成側(cè)部設(shè)置有調(diào)節(jié)組件，熱軋機(jī)總成遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)組件的一側(cè)安裝有保壓組件；所述的調(diào)節(jié)組件包括電動(dòng)推桿，疊軋室內(nèi)部遠(yuǎn)離保壓組件的側(cè)壁中部通過推桿底座固定安裝有電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿伸縮端固定連接有調(diào)節(jié)單元，調(diào)節(jié)單元前后端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在疊軋室內(nèi)壁上，調(diào)節(jié)單元上對稱安裝有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)單元的端頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有調(diào)節(jié)輥。

3、優(yōu)選的，所述的疊軋室靠近調(diào)節(jié)組件的側(cè)壁上對稱開設(shè)有上料口，每個(gè)上料口內(nèi)均對稱安裝有清潔條，疊軋室靠近保壓組件的側(cè)壁上開設(shè)有出料口，疊軋室頂部安裝有進(jìn)氣管。

4、優(yōu)選的，所述的出料口上下兩側(cè)壁對稱安裝有冷卻臺，冷卻臺內(nèi)部開設(shè)有氣腔，冷卻臺相近端呈弧面結(jié)構(gòu)且呈線性排列設(shè)置有通氣孔。

5、優(yōu)選的，所述的熱軋機(jī)總成靠近調(diào)節(jié)組件的側(cè)壁中部固定安裝有匚型板，匚型板開口朝向熱軋機(jī)總成，匚型板對應(yīng)熱軋機(jī)總成的側(cè)壁上對稱連接有支板，支板遠(yuǎn)離匚型板的端頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有定位輥。

6、優(yōu)選的，所述的調(diào)節(jié)單元包括t型齒條，電動(dòng)推桿伸縮端固定連接有t型齒條，t型齒條上下兩側(cè)對稱嚙合有從動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪固定安裝在齒輪軸中部，齒輪軸端頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在疊軋室內(nèi)壁上，t型齒條遠(yuǎn)離電動(dòng)推桿的端頭固定連接有橫軸，橫軸與遠(yuǎn)離t型齒條的端頭貫穿至匚型板內(nèi)側(cè)，匚型板和t型齒條之間的橫軸上套設(shè)有緩沖彈簧。

7、優(yōu)選的，所述的保壓組件包括襯板，熱軋機(jī)總成遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)組件的一側(cè)對稱安裝有襯板，襯板端頭和疊軋室內(nèi)壁固定相連，襯板相對的側(cè)壁上對稱開設(shè)有限位滑槽，限位滑槽內(nèi)上下對稱滑動(dòng)安裝有保壓單元，保壓單元相背的一側(cè)對稱安裝有螺紋桿，螺紋桿兩端分別延伸至疊軋室外部且其中一端固定連接有凸輪，螺紋桿另一端連接有驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元固定安裝在疊軋室外壁上，螺紋桿上螺接有驅(qū)動(dòng)塊，驅(qū)動(dòng)塊上對稱安裝有限位桿，限位桿遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)塊的端頭滑動(dòng)套設(shè)在滑軸上，滑軸對稱分布在驅(qū)動(dòng)塊兩側(cè)且滑軸端頭固定連接在疊軋室側(cè)壁上，凸輪側(cè)部的疊軋室外壁上固定安裝有鼓氣單元，鼓氣單元和冷卻臺內(nèi)部的氣腔相連通。

8、優(yōu)選的，所述的保壓單元包括支撐彈簧，限位滑槽內(nèi)通過支撐彈簧滑動(dòng)安裝有橫板，橫板相對的側(cè)壁上均勻設(shè)置有保壓桿，橫板相背的側(cè)壁中部固定安裝有銜接凸塊，上下兩限位滑槽之間的位置開設(shè)有過渡出口。

9、優(yōu)選的，所述的驅(qū)動(dòng)單元包括主動(dòng)帶輪，位于上側(cè)的螺紋桿遠(yuǎn)離凸輪的端頭固定連接有主動(dòng)帶輪，位于下側(cè)的螺紋桿遠(yuǎn)離凸輪的端頭固定連接有從動(dòng)帶輪，主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪之間通過環(huán)形皮帶相連，主動(dòng)帶輪對應(yīng)的螺紋桿端頭通過聯(lián)軸器和往復(fù)電機(jī)輸出軸相連，往復(fù)電機(jī)通過機(jī)座固定安裝在疊軋室外壁上。

10、優(yōu)選的，所述的鼓氣單元包括氣筒，凸輪側(cè)部的疊軋室外壁上固定安裝有氣筒，氣筒內(nèi)部滑動(dòng)安裝有活塞桿，活塞桿和氣筒之間套設(shè)有復(fù)位彈簧，氣筒的出氣口連接有單向出氣管，單向出氣管和冷卻臺內(nèi)部的氣腔相連通，氣筒上端靠近單向出氣管的位置安裝有單向進(jìn)氣閥門。

11、優(yōu)選的，利用上述鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備的控制塑性流動(dòng)方法，包括以下步驟：

12、s1、先通過人工分別將鎳板材和鋼板材從上料口穿過，再依次經(jīng)調(diào)節(jié)輥相背側(cè)以及定位輥表面以及熱軋機(jī)總成中部穿過，隨后經(jīng)過渡出口和出料口穿出；

13、s2、在鎳板材和鋼板材從熱軋機(jī)總成中部穿過的過程中，熱軋機(jī)總成能夠同時(shí)對鎳板材和鋼板材進(jìn)行高溫加熱處理，隨后經(jīng)熱軋機(jī)總成的擠壓完成復(fù)合過程，通過調(diào)節(jié)組件調(diào)整調(diào)節(jié)輥的位置，從而控制鎳板材和鋼板材分別和熱軋機(jī)總成的接觸面積來調(diào)節(jié)加熱速率；

14、s3、在復(fù)合板材經(jīng)過渡出口穿出的過程中，驅(qū)動(dòng)單元會(huì)帶動(dòng)保壓單元對復(fù)合板材進(jìn)行保壓處理，復(fù)合板材經(jīng)出料口穿出的過程中，驅(qū)動(dòng)單元會(huì)帶動(dòng)鼓氣單元運(yùn)行并對復(fù)合板材的上下端面進(jìn)行冷卻處理。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、1、設(shè)置的調(diào)節(jié)組件能夠通過控制調(diào)節(jié)輥的位置改變板材和熱軋機(jī)總成之間的接觸面，將傳統(tǒng)的線接觸調(diào)整為面接觸，提高了加熱效率，保證了復(fù)合生產(chǎn)效率，同時(shí)整體采用惰性氣體為復(fù)合氛圍，避免了復(fù)合界面氧化層的產(chǎn)生。

17、2、設(shè)置的保壓組件能夠在鎳板材和鋼板材復(fù)合后對其進(jìn)行保壓處理，通過控制鎳板材和鋼板材的協(xié)調(diào)變形和塑性流動(dòng)，從而促使對面金屬通過塑性流動(dòng)擠入到界面搓動(dòng)形成的新鮮表面，進(jìn)而形成相互交錯(cuò)的界面，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)擠壓點(diǎn)周圍的內(nèi)部應(yīng)力能夠相互抵消，從而使得鎳板材和鋼板材不會(huì)產(chǎn)生過大的相對移動(dòng)，保證了復(fù)合板材的界面結(jié)合質(zhì)量。

18、3、保壓組件中，設(shè)置的凸輪、鼓氣單元還能夠和冷卻臺、通氣孔相互配合，從而對復(fù)合后板材的上下端面進(jìn)行冷卻處理，使得復(fù)合后板材的溫度逐漸冷卻，有利于鎳板材和鋼板材的界面復(fù)合，提高了復(fù)合板材的生產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，包括疊軋室（1），其特征在于：所述的疊軋室（1）內(nèi)側(cè)中部固定設(shè)置有熱軋機(jī)總成（2），熱軋機(jī)總成（2）側(cè)部設(shè)置有調(diào)節(jié)組件（3），熱軋機(jī)總成（2）遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)組件（3）的一側(cè)安裝有保壓組件（4）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的疊軋室（1）靠近調(diào)節(jié)組件（3）的側(cè)壁上對稱開設(shè)有上料口（11），每個(gè)上料口（11）內(nèi)均對稱安裝有清潔條（12），疊軋室（1）靠近保壓組件（4）的側(cè)壁上開設(shè)有出料口（13），疊軋室（1）頂部安裝有進(jìn)氣管（14）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的出料口（13）上下兩側(cè)壁對稱安裝有冷卻臺（131），冷卻臺（131）內(nèi)部開設(shè)有氣腔，冷卻臺（131）相近端呈弧面結(jié)構(gòu)且呈線性排列設(shè)置有通氣孔（132）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的熱軋機(jī)總成（2）靠近調(diào)節(jié)組件（3）的側(cè)壁中部固定安裝有匚型板（21），匚型板（21）開口朝向熱軋機(jī)總成（2），匚型板（21）對應(yīng)熱軋機(jī)總成（2）的側(cè)壁上對稱連接有支板（22），支板（22）遠(yuǎn)離匚型板（21）的端頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有定位輥（23）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的調(diào)節(jié)單元（32）包括t型齒條（321），電動(dòng)推桿（31）伸縮端固定連接有t型齒條（321），t型齒條（321）上下兩側(cè)對稱嚙合有從動(dòng)齒輪（322），從動(dòng)齒輪（322）固定安裝在齒輪軸（323）中部，齒輪軸（323）端頭轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在疊軋室（1）內(nèi)壁上，t型齒條（321）遠(yuǎn)離電動(dòng)推桿（31）的端頭固定連接有橫軸（324），橫軸（324）與遠(yuǎn)離t型齒條（321）的端頭貫穿至匚型板（21）內(nèi)側(cè)，匚型板（21）和t型齒條（321）之間的橫軸（324）上套設(shè)有緩沖彈簧（325）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的保壓組件（4）包括襯板（41），熱軋機(jī)總成（2）遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)組件（3）的一側(cè)對稱安裝有襯板（41），襯板（41）端頭和疊軋室（1）內(nèi)壁固定相連，襯板（41）相對的側(cè)壁上對稱開設(shè)有限位滑槽，限位滑槽內(nèi)上下對稱滑動(dòng)安裝有保壓單元（42），保壓單元（42）相背的一側(cè)對稱安裝有螺紋桿（44），螺紋桿（44）兩端分別延伸至疊軋室（1）外部且其中一端固定連接有凸輪（48），螺紋桿（44）另一端連接有驅(qū)動(dòng)單元（43），驅(qū)動(dòng)單元（43）固定安裝在疊軋室（1）外壁上，螺紋桿（44）上螺接有驅(qū)動(dòng)塊（45），驅(qū)動(dòng)塊（45）上對稱安裝有限位桿（46），限位桿（46）遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)塊（45）的端頭滑動(dòng)套設(shè)在滑軸（47）上，滑軸（47）對稱分布在驅(qū)動(dòng)塊（45）兩側(cè)且滑軸（47）端頭固定連接在疊軋室（1）側(cè)壁上，凸輪（48）側(cè)部的疊軋室（1）外壁上固定安裝有鼓氣單元（49），鼓氣單元（49）和冷卻臺（131）內(nèi)部的氣腔相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的保壓單元（42）包括支撐彈簧（421），限位滑槽內(nèi)通過支撐彈簧（421）滑動(dòng)安裝有橫板（422），橫板（422）相對的側(cè)壁上均勻設(shè)置有保壓桿（423），橫板（422）相背的側(cè)壁中部固定安裝有銜接凸塊（424），上下兩限位滑槽之間的位置開設(shè)有過渡出口（425）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的驅(qū)動(dòng)單元（43）包括主動(dòng)帶輪（431），位于上側(cè)的螺紋桿（44）遠(yuǎn)離凸輪（48）的端頭固定連接有主動(dòng)帶輪（431），位于下側(cè)的螺紋桿（44）遠(yuǎn)離凸輪（48）的端頭固定連接有從動(dòng)帶輪（433），主動(dòng)帶輪（431）和從動(dòng)帶輪（433）之間通過環(huán)形皮帶（432）相連，主動(dòng)帶輪（431）對應(yīng)的螺紋桿（44）端頭通過聯(lián)軸器和往復(fù)電機(jī)（434）輸出軸相連，往復(fù)電機(jī)（434）通過機(jī)座固定安裝在疊軋室（1）外壁上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備，其特征在于：所述的鼓氣單元（49）包括氣筒（491），凸輪（48）側(cè)部的疊軋室（1）外壁上固定安裝有氣筒（491），氣筒（491）內(nèi)部滑動(dòng)安裝有活塞桿（492），活塞桿（492）和氣筒（491）之間套設(shè)有復(fù)位彈簧（493），氣筒（491）的出氣口連接有單向出氣管（494），單向出氣管（494）和冷卻臺（131）內(nèi)部的氣腔相連通，氣筒（491）上端靠近單向出氣管（494）的位置安裝有單向進(jìn)氣閥門（495）。

10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫加工設(shè)備的控制塑性流動(dòng)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體說是鎳鋼復(fù)合板的疊軋高溫塑性流動(dòng)控制方法及加工設(shè)備，包括疊軋室、熱軋機(jī)總成、調(diào)節(jié)組件以及保壓組件，整體采用惰性氣體為復(fù)合氛圍，在熱軋機(jī)前部設(shè)置能夠調(diào)整板材和熱軋機(jī)接觸面積的調(diào)節(jié)組件，將板材和熱軋機(jī)之間的線接觸調(diào)整為面接觸，提高了加熱效率，保證了復(fù)合生產(chǎn)效率，此外，在熱軋機(jī)后部設(shè)置保壓組件，通過控制鎳板材和鋼板材的協(xié)調(diào)變形和塑性流動(dòng)，從而促使對面金屬通過塑性流動(dòng)擠入到界面搓動(dòng)形成的新鮮表面，進(jìn)而形成相互交錯(cuò)的界面，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)擠壓點(diǎn)周圍的內(nèi)部應(yīng)力能夠相互抵消，從而使得鎳板材和鋼板材不會(huì)產(chǎn)生過大的相對移動(dòng)，保證了復(fù)合板材的界面結(jié)合質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：呂林,許濤,范新樹,郭松濤,顧玉磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽中鋼聯(lián)新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28