無孔型軋制摩擦條件對軋件斷面形狀的影響

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1、無孔型軋制摩擦條件對軋件斷面形狀的影響Vo1.23No.2April2006安徽工業(yè)大學(xué)J.ofAnhuiUniversityofTechnology第23卷第2期2006年4月文章編號:1671—7872(2006)02—0142—04無孔型軋制摩擦條件對軋件斷面形狀的影響端強(qiáng).沈曉輝.章靜,閻軍,陳大宏(安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,安徽馬鞍山243002)摘要:提出了一種軋件自由寬展面鼓形率的定義.借助非線性有限元分析軟件MSC.Supefform研究了無孔型軋制過程中摩擦條件對軋件斷面形狀的影響,分析表明:軋件自由寬展面和角部的變形與摩擦條件有緊密的關(guān)系,尤其在大壓下量

2、的軋制狀況下其影響更為顯著.關(guān)鍵詞:無孔型軋制;摩擦系數(shù);斷面形狀;有限元中圖分類號:TG335.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAnalysisofEffectofFrictiononCross-sectionShapeofWorkpieceinGroovelessRollingDUANQiang,SHENXiao-hui,ZHANGJing,YANJun,CHENDa-hong(SchoolofMaterialsScience&Engineering,AnhuiUniversityofTechnology,Maanshan243002,China)Abstract:Anewparam

3、eterdefinitionisgiventodescribethebarrelingshape.Withtheaidofnon-linearFEsoftwareMSC.SuperForm,theeffectoffrictiononcross—sectionshapeofworkpieeeingroovelessrollingisanalyzed.Theconclusionsareobtainedthat:thereexistcloselyrelationsbetweenfrictionandthedeformationontheprofileandthedeformationo

4、ftheworkpieceScorner,especiallywhenheavydraftistaken.Keywords:groovelessrolling;frictioncoefficient;cross-sectionshape;finiteelement引言與傳統(tǒng)的孔型軋制相比,無孔型軋制技術(shù)具有軋機(jī)作業(yè)率高,軋輥消耗低,成材率高和軋制能耗少等優(yōu)點(diǎn),能夠產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益.該技術(shù)已經(jīng)被國內(nèi)外的一些鋼鐵企業(yè)在棒材粗軋生產(chǎn)過程中采用【,但是將其應(yīng)用于高速線材生產(chǎn)的企業(yè)較少.原因主要是高線產(chǎn)品的質(zhì)量要求相對棒材更高,對于軋件表面出現(xiàn)裂紋以及角部尖化引起折疊等缺陷更為敏感.在來

5、料為連鑄坯的高線粗軋生產(chǎn)狀況下采用無孔型軋制,軋件的變形特點(diǎn)為:連鑄坯料的角部較尖,經(jīng)平立交替軋制,反復(fù)展寬變形,角部容易尖化,易在后續(xù)孔型軋制中產(chǎn)生角部折疊圈;尖化的軋件角部溫降較大,金屬的流動阻力增加,且該處的剪切變形較大,易使角部產(chǎn)生裂紋;同時,軋件的自由寬展面呈現(xiàn)出程度不同的鼓形,對后續(xù)軋制的穩(wěn)定性亦有較大影響.因此,研究軋后軋件斷面的形狀對無孔型軋制技術(shù)的應(yīng)用有著重要的意義.從國內(nèi)外文獻(xiàn)看,對此問題已有部分實(shí)驗(yàn)研究,但在摩擦對軋件斷面形狀的影響,由于物理模擬自身的局限性,研究較少.作者采用非線性有限元分析軟件MSC.SuperForm對此進(jìn)行了模擬研究.1參數(shù)選定衡量軋

6、件斷面形狀的參數(shù)主要有自由寬展面的鼓形率和角部的尖化系數(shù).這兩個參數(shù)是無孔型軋制規(guī)程設(shè)計(jì)過程中重要的參考指標(biāo),對軋件在后續(xù)道次的軋制變形有重要影響.無孔型軋制過程中,軋件的自由寬展面如果過于嚴(yán)重的單鼓,在下一道次咬入時,軋件與軋輥為點(diǎn)接觸,容易歪扭脫方,造成軋制的不穩(wěn)定;收稿日期i2005—09—02作者簡介:端強(qiáng)(1978一),男.安徽當(dāng)涂人,安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生.第2期端強(qiáng)等:無孑L型軋制摩擦條件對軋件斷面形狀的影響143若產(chǎn)生嚴(yán)重的雙鼓,變形未滲透到軋件心部.車L件的角部寬展大而中部小,使其角部有尖化趨勢,進(jìn)入孔型后易造成軋件的折疊.采用已有的鼓形率定義

7、,要先判斷單,雙鼓形,再計(jì)算其鼓形率.實(shí)際軋制過程中,軋后軋件的斷面形狀難以先行判定,見圖1.文中提出一種簡單的鼓形率定義:選定坯料自由寬展面的中點(diǎn),軋制變形后,該位置的寬度與自由寬展面的平均寬度存在差值,軋件軋后高度為,則:鼓形率no=(1)鼓形主要是由軋件側(cè)面金屬不均勻變形而造成的.當(dāng)軋件主要為表面變形時,與軋輥接近的表層金屬橫向流動較大,而中部寬展較小,且比平均寬展小,則小于0,為負(fù)值,呈雙鼓;軋件變形較大時,變形深入軋件中部,表層變形相對小,軋件中部寬展大于平均寬展,則大