轧制理论基础
1、轧制时金属变形量的表示
1）变形指数：
绝对压下量 △h=h-h1
相对压下量 ε=△h/h×100%
2）轧制时的咬入条件
轧制过程的建立
轧制过程：1）咬入阶段：它是轧件接触轧辊瞬间
2）拽入阶段：从咬入到轧件充满辊缝为止
3）稳定轧制阶段：由轧件前端从辊缝出来到轧件后端接触轧辊为止
4）轧制终了阶段：轧件的后端进入变形区到轧辊到脱离轧辊为止
3）咬入条件：1）咬入弧：轧件与轧辊相接触的弧
2）咬入角：咬入角对应的圆心角
3）变形区：咬入弧和轧件的侧边与入口面和出口面所包围的空间
4）变形区长度：咬入弧的弦之水平投影
4）改善咬入的措施：
由咬入条件可知改善咬入可以从两方面入手，即减小α增大μ（摩擦）
1） 减小咬入角
把轧件前端做成楔性或圆弧形
加大轧辊辊径，辊径越大，咬入角越小
减小道次压下量
对轧件施加外力（如热轧推料器、冷轧给料辊）
咬入时增大辊缝，稳定轧制时，再减小辊缝
2） 增加摩擦（铸锭）
降低轧辊表面粗糙度
低速咬入或减弱润滑
热轧温度要适应，在保证其他条件下，尽量使轧件不产生氧化皮。
2、轧制过程的基本特点
1）变形特点
两侧流动 两侧流动 向前流动
2）中性面（中心、偏移、偏移）
轧制时，金属从入口侧到出口侧流动速度不均匀
中性点：轧辊表面线速度与轧件速度相同的点
中性角：通过中性点的径向线与两辊中心连线的夹角
后滑区内金属的流动速度低于轧辊线速度的现象叫前滑
后滑区内金属的流动速度高于轧辊线速度的现象叫后滑
宽展：金属向轧辊轴向流动形宽展
3、冷金属变形
稳定轧制时的动平衡
稳定轧制：前滑区摩擦力对轧件起阻碍作用，后滑区摩擦力对轧件起推动作用，作用二者互为矛盾，但它是稳定轧制不可缺少的条件。如后张力增加→轧件运动阻力增加→轧件被拉入辊缝的动力减小→打破原来的平衡状态→结果中性面向出口侧移动→后滑区增大，前滑区减小→后滑区的摩擦力增大→轧件的水平拉力增加，又建立了新的平衡。
L1-L0
S=————×100%（求前滑量）
L0
影响前滑的因素
随着轧辊直径增加前滑值增加
轧辊的直径增加→咬入角减小→稳定轧制阶段的剩余摩擦力增大→金属流动速度加快→前滑值增加
摩擦系数越大前滑值越大
轧件厚度越小，前滑值越大
前张力增加使前滑值增大，后张力增加使前滑值减小
随着冷加工率增加，前滑率增加
通过前滑值可以计算出摩擦系数
控制前滑值可以防止轧辊在轧件上打滑现象
在连轧机上可控制各台轧机的张力
前滑值越大，生产效率越高
后滑
在后滑区里，摩擦力与轧制方向相同对轧制起推动作用
宽展：指轧件在轧制过程中沿宽度方向的尺寸的变化量。
滑动宽展：变形金属在接触表面上产生相对滑动，这部分宽展。
翻平宽展：由于接触面上的摩擦阻力使原来的侧面上的金属翻转成新的接触面，这部分宽展
鼓形宽展：轧件侧面变为鼓形的那部分宽展
影响宽展的因素
加工率的影响
随着加工率的增加，宽展增加→变形区长度增加→金属在纵向流动的阻力增加→使宽展增加
轧辊直径的影响
随着轧辊直径的增加→变形区长度增加→金属在纵向流动的阻力增加→使宽展增加
轧件宽度的影响
在摩擦系数和加工率不变时，随轧件宽度增加，当轧件宽度增大到一定值时，轧件和轧辊的接触面积增大，金属向横向流动阻力增加，金属向纵向流动比较容易，而向横向流动比较困难，所以它就不随宽度的增加而增加了
摩擦的影响：摩擦系数增加→在延伸区和宽展区同时增加→由于两个区的面积不同，延伸区的阻力比宽展区增加的快，所以宽展增加。
张力的影响：前张力和后张力都使宽展减小，后张力影响较大
冷轧
冷轧：金属或合金在再结晶温度以下的轧制
工艺制度包括：压下制、冷轧张力、冷轧的速度、冷轧的润滑及辊型等
特点及分类：在冷轧过程中，加工硬化增加，机械性能增加，加工塑性降低等
优点：产品的组织和性能均匀，有良好的机械性能，和承受再加工的能力
通过控制不同的加工率，配合不同的热处理，可以产生不同性能的制品
产品尺寸精度高，表面质量和板形好
能生产热轧不能生产的较薄制品，还能生产箔材
冷轧压下制度
道次加工率的分配
原则：第一道次加工率比较大（原因是充分利用金属的塑性），以后随变形程度增加，道次加工率逐渐减小
保证顺利咬住，不造成打滑现象
分配道次加工率，尽量使轧制压力接它有利于控制辊型和稳定轧制
保证设备安全运行，防止设备故障
冷轧机的张力
张力的建立
以前张力为例，卷取机卷筒外缘线速度V2和带材出轧辊速度Vh之间关系
V2＜Vh时，轧件可以卷取，但卷不紧，出现活套，此时无张力产生
V2＝Vh时，轧件可以卷取，但无法拉伸变形，也无张力产生
V2＞Vh时，轧件可以卷取，可以产生弹性拉伸变形，产生张力
由以上分析可知：只有V2＞Vh时，才能建立张力，一旦张力建立，带材处于拉紧状态，一直到张力达到稳定时，速度差消失
产生速度差→使带材被拉紧→张力值稳定→速度差消失
张力在轧制过程中的作用
1、 能降低单位压力，2、 调整主电机负荷（主要为后张力作用大）
3、 前张力可以使轧制力距减少，4、 后张力可以使轧制力距增加
5、 轧制时前张力大于后张力，6、 就可以减轻主电机负荷
7、 调整张力可以控制带材的厚度
箔轧：张力增加→轧制压力减小→轧辊弹性压偏和弹跳值减小→轧制厚度减小
调整张力可控制板形
张力增加→轧制力减小→轧辊的弹性弯曲减小→控制了辊形→控制了板形
5、防止带材跑偏，保证轧制稳定-大沥铝材网
如果带材跑偏，可破坏板形，降低轧制尺寸精度，防止跑偏是实现稳定轧制的措施。
当轧件出现不均匀变形时，在宽度方向上张力将出现相应的变化，结果变形大的部分张力减小，变形小的部分张力增大，张力小的部分延伸减小，张力大的部分延伸增加，促使轧件变形均匀（小范围）
张力的确定与调整
确定张力时，要考虑合金品种，轧制条件，产品尺寸及质量要求一般随变形抗力轧制厚度，轧制宽度的增加张力增加。
张力使用原则
最大张力不能超过材料的屈服极限，最小要保证带材卷紧卷齐
张力要适当：否则会引起带材表面擦伤或断带
开卷张力要保证带材平直进入变形区，卷取张力一定要保证带材卷紧卷齐
同一卷的开卷张力要小于上道次的卷取张力
张力大小可用单位张力（又叫张应力）
冷轧速度
提高轧延速度，要满足以下条件
1）带材要有足够的长度
2）液压压下代替电动，机械压下系统
3）厚度及板形要有准确迅速的测量和调整系统
4）要相应增加主电机的功率，以满足高速轧制的要求
5）高精度轧机要有计算机控制
轧制速度的选择
对成品的精轧最后道次，为保证板形和平整度，要采用低速轧制
当轧辊温度高，轧件裂边较重时，要采用低速轧制
对于薄带材或铝箔精轧，为了防止断带也要采取低速轧制
对于亚光或抛光轧制要采用低速轧制
6、冷轧时的冷却润滑-dalilvcai.com
目的：冷却轧辊和轧件，控制辊形，因为冷轧时金属产生变形热和摩擦热使轧件和轧辊温度升高，所以要对它进行冷却。
增加润滑，减小摩擦，降低温度，减小能耗
洗涤轧辊和轧件上的铝屑及其他赃物
润滑油要求：基础油的黏度要适当
润滑性要好，摩擦系数要小
油膜的强度要大，在高压下油膜不被破坏，要求附着能力强
不腐蚀轧辊和轧件，并易去除
闪点要适当，如果闪电高，退火时不能烧净，产生油斑
对人体无害，来源广，价格低
7、冷轧的辊形
压力辊形：轧制时，轧辊受到轧制力的作用产生挠度，为补偿轧辊弯曲的辊形
温度辊形：轧辊受热不均匀膨胀，为补偿轧辊不均匀膨胀的辊形
凸度与辊形
热凸度：因为辊子一般两端比较凉，中间比较热，那么中间膨胀大一些，两端小一些，产生了凸度，这种由于摩擦和变形热而产生的轧辊凸度，被称作热凸度。
板形与凸度
平整板形产生的条件：当轧辊承受板材轧制时的反作用力而产生挠曲时，两轧辊表面之间能保持平行。
板形种类：两边浪、中间浪、单边浪、两肋浪、单边肋浪、复合浪
欠压（中间波浪）
起因：1）压延率不足，由于金属反作用力不足以使轧辊挠曲，而达不到两辊平行的程度，在此处称为“欠压”。2）热凸度过大：轧辊过热、冷却液不足、机械凸度过分（可能是正凸度过大，或负凸度过小）
过压：（边部波浪）
在轧制过程中负凸度将使板材两边薄于中间，形成边部波浪
起因：1）压延率太大，在轧制时，反作用力使辊子挠曲大产生过压。2）热凸度太小，辊子凉，工艺润滑油太多，喷嘴排列不正确。3）机械凸度小，辊型选用错误
单边浪：单边波浪或者镰刀形弯曲板
起因：1）辊子不平行2）由于冷却控制不好，热凸度只在一端建立起来3）前一个道次轧出板形呈楔形
波浪带：在宽度方向上某处出现一个窄波浪区
起因：1）辊形在使用中变坏2）由于冷却和润滑在某处失效，产生局部热凸度（热点）
两肋波浪（1/4波浪）：两列细的波浪纹出现在宽度大约板带1/4和3/4处
起因：1）由于轧辊的挠曲引起的现象2）由于弯辊作用引起的现象3）挠曲和弯辊的联合使用产生的两肋波浪和热点。
边浪产生状态1#要素
在停顿一段时间后刚开始轧制时2）在轧机尚无轧制热3）轧辊凸度不合要求
喷嘴及弯辊的使用
使用较大的正弯力2）降低喷嘴的油压3）在板带边部使用大量的喷射
注意：当热生成时，增加喷嘴的油管压力；在板带边部减少更多喷嘴；降低辊子的弯辊力；为确保板形打开和调整喷嘴
产生边浪2#因素
带材轧制宽度变化（宽变窄） 同样的合金
轧辊在轧宽板时已受热 同样的压延率
增加正弯力2）喷嘴的压力与上一种用的相同3）在板带的边部上喷嘴要充分，减少中间的喷嘴
注意：使用弯辊使凸度达到要求，可以获得平整的板形。当从宽板改为窄板轧制时，假若热已平衡可以降低弯辊力。为保证板形打开和调整喷嘴。
产生边浪3#的要素
从轧制1100系合金再轧5052合金（从软到硬）
同样的板宽 同样的压延率
喷嘴及弯辊的使用
增加正弯力、减小喷嘴压力、开始轧制时使用同样的喷嘴喷射方式
板形要及时调整喷嘴喷射的方式
产生边浪4#因素
从压延率低改变到压延率高（从30%→50%）
板宽相同、合金相同
喷嘴及弯辊的应用（同上）
产生边浪5#因素
出口厚度从0.15mm改变到3.81mm（从薄到厚变化较大）
同样的宽度、同样的合金、同样的压延率
喷嘴和弯辊的应用（同上）
铝箔轧制
一、无辊缝轧制：铝箔坯料轧到一定厚度，上下轧辊在空截时已经压靠，当轧件咬入后，在轧件两边的富余辊面处于全部或部分压靠，轧辊发生严重的弹性压偏，这时调整轧制力对厚度控制已不起作用。
恒压力轧制：无辊缝轧制主要靠张力和速度控制厚度。
速度效应的机理：随轧制速度增加，咬入弧带入的轧制油量增加，减小了摩擦，使变形更容易。
