[发明专利]一种用于金属板带材的非对称循环弯曲变形装置

说明书

本发明涉及一种用于金属板带材的非对称循环弯曲变形装置。其技术方案是：所述装置包括大弯曲辊(1)、小弯曲辊(2)、支撑辊组(3)和夹持辊(4)；大弯曲辊(1)与小弯曲辊(2)的数量之和为3、或为5、或为7、或为9、或为11，支撑辊组(3)的组数与小弯曲辊(2)的辊数相同，支撑辊组(3)由1～2根支撑辊组成。大弯曲辊(1)的辊径∶小弯曲辊(2)的辊径为(1.6～9.9)∶1；所述支撑辊为通段实心辊、或为3～11段实心辊、或为由3～11个背衬轴承装配组成。该装置不仅可实现金属板带材的连续塑性变形，累积变形大，且弯曲变形的金属板带材的尺寸大和变形组织均匀。

技术领域

本发明涉及一种金属板带材的变形装置。尤其涉及一种用于金属板带材的非对称循环弯曲变形装置。

背景技术

金属板带材的塑性变形往往伴随尺寸的变化，然而，有时希望在保持金属板带材尺寸基本不变的条件下，通过变形来调控金属板带材性能，因此，技术人员在不断开发和研究新的金属板带材变形装置，以生产出符合性能要求的金属板带材。

两横截面尺寸及形状一致但截面法线呈一定夹角的等通道角压装置可使金属板带材获得超大的等效应变，并将晶粒尺寸细化至纳米级，但该技术对模具的要求高，制备的试样尺寸小，生产工艺的组织、控制难度大，并难以实现连续化生产。约束齿压装置虽可实现板带材的连续大变形，但变形组织往往很不均匀。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种结构简单和易于加工的用于金属板带材的非对称循环弯曲变形装置，用该装置可实现金属板带材的连续塑性变形，累积变形大，且弯曲变形的金属板带材的尺寸大和变形组织均匀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

所述非对称循环弯曲变形装置包括大弯曲辊、小弯曲辊、支撑辊组和夹持辊。大弯曲辊与小弯曲辊的数量之和为3、或为5、或为7、或为9、或为11，支撑辊组的组数与小弯曲辊的辊数相同，支撑辊组由1～2根支撑辊组成。大弯曲辊的辊径∶小弯曲辊的辊径为(1.6～9.9)∶1。

所述支撑辊为通段实心辊、或为3～11段实心辊、或由3～11个背衬轴承装配组成。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

1、本发明包括大弯曲辊、小弯曲辊、支撑辊组和夹持辊，大弯曲辊与小弯曲辊的数量之和为3、或为5、或为7、或为9、或为11，结构简单；本发明可通过对现有矫直机辊系模块的改造得以实现，故相对于现有材料变形装置而言，易于加工。

2、本发明用于金属板带材的塑性变形时，金属板带材通过由大弯曲辊和小弯曲辊构成的弯曲变形区，金属板带材获得的变形值仅取决于大弯曲辊、小弯曲辊的辊径和金属板带材的厚度，当大弯曲辊、小弯曲辊的辊径和金属板带材的厚度确定后，通过非对称循环弯曲变形装置的金属板带材各点的弯曲变形也即确定，因此，本发明易于控制、生产过程简单和能连续生产。

3、本发明用于金属板带材加工，金属板带材产生纯弯曲变形，其尺寸不仅基本保持不变，且能实现金属板带材的矫直；因大弯曲辊和小弯曲辊的辊径相差悬殊，金属板带材经一对大弯曲辊和小弯曲辊的非对称弯曲后将获得大的塑性变形，经多对大弯曲辊和小弯曲辊的循环非对称弯曲将获得极大的累积塑性变形，从而可显著细化晶粒尺寸，提高金属板带材的强韧性。

4、本发明可连续对金属板带材进行非对称循环弯曲，不但能实现大块体金属板带材的大规模制备，且金属板带材带平面内的材料组织均匀一致。能获得除中性层附近区域外的极大变形，因此，板带材截面的细晶化效果显著。

5.本发明能实现金属板带材沿截面厚度方向从两表面向中心逐渐减小的变形，从而获取近表层细晶、中心层附近区域相对粗晶的梯度分布，实现材料强塑性的良好匹配。

因此，本装置结构简单和易于加工，用该装置能实现金属板带材的连续塑性变形，累积变形大，且弯曲变形的金属板带材的尺寸大、变形组织均匀。