冷軋精密不銹鋼帶工藝
隨著通訊、電子、辦公自動化設備的快速發(fā)展和變革,用戶對不銹鋼帶的要求也日漸嚴格,與常規(guī)不銹鋼薄板不同,精密不銹鋼帶通常指厚度小于0.3mm的不銹鋼帶,精密不銹鋼帶作為不銹鋼板帶領域中的高端產(chǎn)品,具備優(yōu)異的強度、精度、表面光潔度等性能,被廣泛地應用于電子沖壓件、光纜、金鋼石刀片,光刻材料等。目前,精密不銹鋼帶的主要生產(chǎn)工藝包括冷軋、光亮退火、精整等。
1、精密不銹鋼帶軋制工藝
精密不銹鋼帶極薄化、高強度化、高精度 化的性能要求對軋制工藝提出了很高的要求,采用常規(guī)軋制工藝無法滿足精密不銹鋼帶的生產(chǎn),目前基本采用20輥軋機生產(chǎn)精密不銹鋼帶,其完整的生產(chǎn)工藝包括冷軋、退火、精整。在軋制過程中,應注意選取合適的壓下制度、張力制度、速度制度及輥形等。為了提高軋機的生產(chǎn)能力,在充分利用軋機及前后卷取機主傳動功率的前提下,要盡可能地加大道次壓下率以減小軋制道次。張力可以降低軋制壓力、改善板形、穩(wěn)定軋制過程,20輥軋機軋制過程一般采用大張力,同時,還應根據(jù)板形隨時進行調(diào)整,當材料中部有波浪時,應減小張力防止拉裂帶邊或斷帶,當帶材產(chǎn)生邊浪時,可以適當增加張力。在軋機允許使用的速度范圍內(nèi)應盡可能采取高的軋制速度,以提高軋機的生產(chǎn)能力,同時,當軋制速度增加時,軋制壓力相應有所減小。第一道次軋制時,一般采用較低的軋制速度。
2、冷軋設備
根據(jù)軋制原理,在最大壓力條件下,應該 使用直徑盡可能小的工作輥,以工作輥的小直徑化為目標,發(fā)展了6輥、12輥和20輥等多輥軋機。其中20輥軋機由于軋機的剛性大、軋輥彈性撓曲變形小等優(yōu)點,成為生產(chǎn)精密不銹鋼帶的首選設備。
厚度及板形控制
要使所軋帶鋼厚度保持良好的一致性,消除來料厚度的影響,最可靠的辦法是在傳統(tǒng)控制方式中增加前饋控制。根據(jù)測得的帶鋼厚度變化,通過延時控制器,調(diào)節(jié)軋輥輥縫,以保證終軋帶鋼厚度保持恒定。傳統(tǒng)輥軋機的AGC控制系統(tǒng)中,產(chǎn)品厚度精度是靠反饋系統(tǒng)重復計算進行設定而達到的。在現(xiàn)代AGC控制系統(tǒng)中,根據(jù)三角學原理和自動軋輥管理系統(tǒng)解決了輥系的幾何計算,同時也解決了位置設定,現(xiàn)代輥軋機的AGC控制中,根據(jù)工作輥的實際尺寸,計算支撐輥偏心輪的設定位置,使工作輥處于零位。這一方法避免了人工調(diào)整時,因反向調(diào)整而造成事故。
在板形控制方面,近20年來,國際上先后開發(fā)了一系列先進的板形控制技術。通過采用一定的軋輥輥形配以彎輥、竄輥等技術,滿足了用戶對板形質(zhì)量精度日趨嚴格的要求。在軋機的出入口分別安裝兩根板形測量輥,板形測量輥沿軸向安裝了眾多的壓力傳感器,帶鋼在軋制過程壓在板形測量輥上,因而板形測量輥內(nèi)的壓力傳感器的輸出信號隨帶鋼板形的變化而變化,這些信號經(jīng)板形控制系統(tǒng)綜合處理后作用于液壓閥,液壓閥的動作對支撐輥的偏心輪進行微調(diào),同時這些信號也控制第一中間輥的橫移,這樣帶鋼的板形得到有效的控制。
張力控制
20輥軋機的張力控制系統(tǒng)采用了間接張力和直接張力混合控制的辦法,在鋼帶咬入 卷取機鉗口后建張過程中,采用速度控制系統(tǒng)進行間接張力控制,即速度、電流、電壓三閉環(huán)電樞控制,由于卷取機的低速爬行線速度一般較主軋機的爬行穿帶速度提高5%~10%,因此,鋼帶很快張緊,當此張力值達到設定值的 70%~80%時,系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為直接張力控制,張 力調(diào)節(jié)器投入工作中,實現(xiàn)張力、電流、電壓三閉環(huán)控制。
輥形調(diào)整機構
20輥軋機的輥形調(diào)整機構包括支撐輥的AS-U凸度調(diào)整,一端帶錐度的可軸向 移動的一中間輥。AS-U凸度調(diào)整經(jīng)過二中間輥,一中間輥才傳到工作輥上,因此該調(diào)整方式對工作輥輥形的影響較小,只能對輥縫進行微量調(diào)整,增大凸度,帶鋼中部延伸變大,減小凸度,帶鋼邊部延伸變大,但對較復雜的板形缺陷,如四分之一瓢曲,AS-U凸度調(diào)整效果較小。一中間輥一端帶錐度并可以軸向移動,有效地消除了工作輥端頭撓度變化對帶鋼造成的邊浪。一中間輥軸向移動不僅對帶鋼邊部延伸變形有很大作用,對帶鋼中部延伸也有一定影響。
3、熱處理和精整工藝
精密不銹鋼帶的熱處理工藝與普通不銹鋼 板的熱處理工藝基本相同,300系列奧氏體不銹鋼典型的熱處理工藝是固溶處理。在升溫過程中使碳化物溶入奧氏體,加熱到1050~1150℃,適當保溫一段短時間,使碳化物全部溶解于奧氏體,然后迅速冷卻到350℃以下,得到過飽和固溶體即均勻的單向奧氏體組織。這一熱處理工藝的關鍵是快速冷卻,要求冷卻速度達到55℃/s,快速通過碳化物固溶后的再析出溫度區(qū)(550~ 850℃),保溫時間要盡量短,否則晶粒粗大,影響表面光潔度。400系列鐵素體不銹鋼加熱溫度比較低(900℃左右),并較多采用緩冷獲得 退火軟化組織。馬氏體不銹鋼還可采用分段淬火再回火的方式處理。不銹鋼冷軋帶鋼熱處理的另一關鍵問題是要求整根帶鋼在寬度、長度上組織都很均勻。馬弗式光亮退火爐采用大尺寸馬弗管,從馬弗管外部均勻地組織加熱氣流螺旋式環(huán)繞而過,使帶鋼均勻加熱。而要確保帶鋼沿長度方向的組織均勻,就要保持帶鋼在加熱爐中的線速度不變。所以,在現(xiàn)代立式光亮熱處理爐前后都裝有可精密調(diào)整的輥式張力調(diào)整裝置。它不但要使帶鋼進出口速度滿足熱處理速度的要求,不受活套量空套或滿套的影響,而且要根據(jù)帶鋼的板形情況建立并精密調(diào)整帶鋼小張力,滿足板型的要求。
精密不銹鋼帶的精整主要包括張力矯直和縱切。帶鋼經(jīng)退火后,為了獲得良好的板型、機械加工性能和深沖性能,通常要經(jīng)過拉矯機組,其工作特點是在拉伸和連續(xù)交替彎曲的聯(lián)合作用下使帶材產(chǎn)生塑性延伸而獲得矯正。帶鋼通過拉伸矯直過程可消除中浪、1/4浪、邊浪及縱彎和橫彎等缺陷,但光亮度減少1%。拉伸矯直后帶鋼成品平直度精度可達來料平直度的 1%。為將寬帶鋼切邊、剖分成成品窄帶鋼,較 多采用縱切機,當今縱切機發(fā)展了很多新技術,如自動調(diào)節(jié)縱切刀具的嵌入量和軸向夾緊;剪刀快速更換系統(tǒng),比常規(guī)方法少50%的更換時間;真空技術,用于安全運輸,自動剪切帶材和防止帶材表面的任何損壞。
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