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仿石纹铝单板润滑轧制的摩擦学系统分析

2021-03-11

  轧制是靠摩擦力将铝坯料咬入一对旋转的轧辊而使轧件厚度变薄的塑性变形过程。轧件与辊之间的摩擦不但对轧制压力、能耗和轧件变形均匀性有显明影响,而且对于产品表面质量的好坏相当重要。仿石纹铝单板轧制时,为了控制或减少轧辊与轧件之间的摩擦和粘着,须进行工艺润滑。工艺润滑成败,不但对轧件表面质量有重要影响,且制约了轧辊和轧件的磨损。因此,铝单板轧制过程中的摩擦、磨损与润滑问题,已引起广泛的关注。

  为了周全地、系统地认识仿石纹铝板轧制过程的摩擦学问题,可将石纹铝单板轧制过程视为一个摩擦学系统。

  在仿石纹铝单板轧制摩擦学系统中,稍许改变摩擦学条件将会对轧件质量(有用输出)以及轧辊磨损与能耗(损耗输出)产生重要影响,也就是说,轧制摩擦学过程具有“双重”作用。根据摩擦学系统的方法,其摩擦学的内容包括了四个部分:

  一、系统的技术功能:

  轧作塑性变形(即轧件产生几何形状、尺寸、性能和显微组织、表面状况的变化)。

  二、系统的工作变量:

  1、轧件与轧辊界面上运动型式(平动/转动)。

  2、轧件与轧辊的相对运动速度。

  3、热力学条件,包括轧制速度、轧制温度和轧制压下率。

  4、变形与力参量,包括变形速度、轧制压力、前滑和前后张力。

  三、系统的结构:

  1、组元∶铝单板轧件、轧辊、润滑冷却剂、周围空气。

  2、组元的性能。

  (1)轧作∶成分(整体、表面、反应产物、吸附膜),宏观几何尺寸,微观几何尺寸(粗糙度、方向性),力学性能。

  (2)轧辊∶成分,宏观几何尺寸,微观几何尺寸,表面力学性能。

  (3)润滑剂∶类型,化学成份,粘度,粘一温和粘一压特性。

  (4)空气∶成分,湿度。

  (5)轧辊与轧件界面上的摩擦学过程,接触变形过程,摩擦过程,润滑过程和磨损过程。

  四、摩擦学输出特征:

  1、轧件表面状态变化(表面扩展、新表面、对辊面的复印成果)。

  2、摩擦引起的能耗和热效应。

  3、轧辊序损与轧件辊印。

  在仿石纹铝单板轧制摩擦学的过程中,过程变量的多项互相作用决定了其润滑机制,并能支配摩擦大小、磨损的产生及其程度,而关键的则是轧制产品的质量(格外指表面质量)。

  在无润滑剂轧制的过程中,轧件和轧辊直接接触,铝轧件与钢轧辊产生板强的粘着性(格外是热轧),摩擦增加并产生严重的粘着磨损。若施加工艺润滑剂,在轧件与轧辊之间形成连续的润滑膜隔开两者而实现工艺润滑,可以良好防止轧辊粘铝,减低摩擦与磨损,进而改良产品质量(格外是表面质量)。

  根据摩擦学系统观点,评价与分析仿石纹铝单板润滑轧制过程可以采用摩擦学数据,借助该数据,不但可以了解铝带润滑轧制过程中的不同摩擦学参变量与条件,而且能判别其润滑机理、润滑成果等情况,具有重要的参考价值。

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