一种多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊及方法与流程

本发明属于金属轧制加工领域，尤其涉及一种多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊及方法。

背景技术：

材料应用的广泛性取决于优良的性能，金属材料晶粒细化到一定程度后，力学性能优良。细晶强化是提高金属材料性能的重要方法之一。大量实验证明大塑性变形(severeplasticdeformation,spd)具有强烈的晶粒细化能力，使晶粒达到纳米级。发展成熟的spd技术有：等径弯曲通道变形((equalchannelangularpressing，ecap)、高压扭转[zs](highcompressiontorsion，hpt)、循环挤压(cyclicextrusion)或往复挤压(reciprocalextrusionandcompression，cec)、大挤压比挤压(highratioextrusion)、积轧制(accumulativerollbonding，arb)、连续变断面循环挤压(continuousvariablecross-sectionrecycledextrusion，cvce)等。

目前研究开发的各种大塑性变形方法，各自具有优缺点，为了使大塑性变形技术应用更加广泛，因此有必要研究一种多向轧制备大块体细晶材料制的轧辊，对于提高镁合金、铝合金材料性能、扩展应用范围具有重要的技术与经济意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊及方法，以解决现有技术中存在的问题，对于提高镁合金、铝合金材料性能、扩展应用范围具有重要的技术与经济意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊，包括第一轧辊和第二轧辊，第一轧辊的辊形在第一咬入点处辊形最大，第一咬入点到a点辊形逐渐减小，a点到b点辊形不变，b点到第一咬入点辊形逐渐增大；

第二轧辊的辊形在第二咬入点处辊形最小，第二咬入点到c点辊形逐渐增大，c点到d点辊形不变，d点到第二咬入点辊形逐渐减小。

进一步的，第一轧辊和第二轧辊的辊形增大或减小的范围根据板坯变形所需应变量确定。

进一步的，第一轧辊分为第一上工作辊和第一下工作辊，第二轧辊分为第二上工作辊和第二下工作辊。

进一步的，板坯通过第一轧辊轧制后板坯端部向中间应变量逐渐减小，板坯中部厚度不变；板坯通过第二轧辊轧制后板坯端部向中间应变量逐渐增大，板坯中部厚度减小，应变量最大。

进一步的，板坯通过第一轧辊轧制，再用立辊轧制，然后通过第二轧辊轧制，再次用立辊轧制。

进一步的，板坯的材质为镁合金或铝合金。

多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的工作方法，包括以下步骤：

1)板坯通过第一轧辊轧制；

2)立辊轧制；

3)通过第二轧辊轧制；

4)再次用立辊轧制。

进一步的，步骤1)中，第一咬入点为第一轧辊辊形最大处，第一咬入点到a点轧制压下量逐渐减小；第一轧辊转动与板坯接触点到达a点处，板坯与第一轧辊接触点到达辊形最小处，此时第一轧辊对板坯压下量为零，本过程持续到b点；从b点开始第一轧辊辊形增大，压下量逐渐增大，第一轧辊与板坯接触点回到咬入点处。

进一步的，步骤3)中，第二咬入点为第二轧辊辊形最小处，第二咬入点到c点轧制压下量逐渐增大；第二轧辊转动与板坯接触点到达c点处，板坯与第二轧辊接触点到达辊形最大处，此时第二轧辊对板坯压下量最大，本过程持续到d点；从d点开始第二轧辊辊形减小，压下量逐渐减小，第二轧辊与板坯接触点回到咬入点处。

进一步的，步骤2)、4)中，板坯经过立辊轧制后，宽度恢复为原始尺寸。

本发明有益效果如下：

1、本发明通过使用多向轧制轧辊对金属板坯进行连续增大或减小压下量轧制，通过一道次连续增大压下量和一道次连续减小压下量累积变形，最终实现均匀变形；

2、本发明适用于镁合金、铝合金材质的板坯加工，提高了板形质量，同时也扩大了板材的应用范围；

3、本发明通过上述两种辊形与立辊交替轧制的多向变形板坯不改变原始宽度，利用不均匀变形控制均匀变形，轧制后板形良好，板坯性能提高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第一轧辊侧视图；

图2为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第一轧辊竖向剖面图；

图3为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第一轧辊横向剖面图；

图4为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第二轧辊侧视图；

图5为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第二轧辊竖向剖面图；

图6为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第二轧辊横向剖面图；

图7为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第一轧辊工作流程图；

图8为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第二轧辊工作流程图；

图9为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第一次立棍轧制示意图；

图10为本发明多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊的第二次立棍轧制示意图；

其中：1第一咬入点、2第二咬入点、3第一上工作辊、4第一下工作辊、5第二上工作辊、6第二下工作辊。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1和图4所示，一种多向轧制制备大块体细晶材料的轧辊，包括第一轧辊和第二轧辊，第一轧辊的辊形在第一咬入点1处辊形最大，第一咬入点1到a点辊形逐渐减小，a点到b点辊形不变，b点到第一咬入点1辊形逐渐增大；

第二轧辊的辊形在第二咬入点2处辊形最小，第二咬入点2到c点辊形逐渐增大，c点到d点辊形不变，d点到第二咬入点2辊形逐渐减小。

进一步的，第一轧辊和第二轧辊的辊形增大或减小的范围根据板坯变形所需应变量确定。

进一步的，第一轧辊分为第一上工作辊3和第一下工作辊4，第二轧辊分为第二上工作辊5和第二下工作辊6。

进一步的，板坯通过第一轧辊轧制后板坯端部向中间应变量逐渐减小，板坯中部厚度不变；板坯通过第二轧辊轧制后板坯端部向中间应变量逐渐增大，板坯中部厚度减小，应变量最大；板坯经过两次不均匀变形累积，实现均匀变形。

进一步的，板坯通过第一轧辊轧制，再用立辊轧制，然后通过第二轧辊轧制，再次用立辊轧制。

进一步的，板坯的材质为镁合金或铝合金。

如图7所示，第一咬入点1为第一轧辊辊形最大处，第一咬入点到a点轧制压下量逐渐减小；第一轧辊转动与板坯接触点到达a点处，板坯与第一轧辊接触点到达辊形最小处，此时第一轧辊对板坯压下量为零，本过程持续到b点；从b点开始第一轧辊辊形增大，压下量逐渐增大，第一轧辊与板坯接触点回到咬入点处，本道次轧制完成。

如图9所示，对上述轧制完成的板坯进行立辊轧制，使其宽度回到原始形状尺寸。

如图8所示，第二咬入点2为第二轧辊辊形最小处，第二咬入点到c点轧制压下量逐渐增大；第二轧辊转动与板坯接触点到达c点处，板坯与第二轧辊接触点到达辊形最大处，此时第二轧辊对板坯压下量最大，本过程持续到d点；从d点开始第二轧辊辊形减小，压下量逐渐减小，第二轧辊与板坯接触点回到咬入点处，本道次轧制完成。

如图10所示，对上述轧制完成的板坯进行立辊轧制，使其宽度恢复为原始形状尺寸。

通过四道次轧制，板坯完成变形，此时板坯变形均匀。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。