[实用新型]超声波和脉冲电流混合辅助楔形腔型材轧制线

说明书

本实用新型涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种超声波和脉冲电流混合辅助楔形腔型材轧制线。沿轧制线依次设有左水平校准轧辊、预轧制轧辊、左超声振动轧辊、左电刷、轧辊组、右电刷、右超声振动轧辊、右高度校准轧辊与右水平校准托辊，所述左、右水平校准轧辊由水平设置的左右轧辊组成，预轧制轧辊与右高度校准轧辊由垂直设置的上下轧辊组成，左、右超声振动轧辊由垂直设置的上下轧辊组成，轧辊组由垂直设置的上下轧辊组成；超声波振动模块与左、右超声振动轧辊相连，并带动左、右超声振动轧辊超声振动；左电刷与右电刷与脉冲电流源相连。降低楔形腔型材轧制难度，提高轧制效率，提高楔形腔型材尺寸精度与表面光洁度。

技术领域

本实用新型涉及槽型材轧制技术领域，尤其涉及一种超声波和脉冲电流混合辅助楔形腔型材轧制线。

背景技术

金属材质的细颈楔形腔型材可选择的制备工艺主要有冷/温/热挤压成型工艺、冷/温/ 热拉拔成型工艺、铣削工艺和电火花线切割工艺。常见的金属材质细颈楔形腔型材主要是用屈服强度较小、变形抗力较低的金属材料制备，比如铝合金、铜合金和低碳钢。这类细颈楔形腔型材主要采用冷/温/热挤压成型,或者冷/温/热拉拔成型工艺制备。然而，如果制备屈服强度、变形抗力和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质细颈楔形腔，则存在模具缩口部位磨损过快导致成本过高，以及成品型材过渡圆角半径普遍偏大的缺陷。而对于屈服强度和硬度较高、成形应变极限较低的金属材质细颈楔形腔型材，比如中/高碳钢材质细颈楔形腔型材，还可选择采用铣削工艺和电火花线切割工艺进行加工。但是，这两种工艺的共同缺点是切断了金属坯料本身的纤维流线，弱化了成型后的型材的整体强度。此外，铣削加工中，铣削刀杆直径必须小于细颈楔形腔腔体短边开口宽度，细小刀杆降低了刀具铣削过程中的整体刚度，进而降低加工速度和加工过程的稳定性，降低加工精度。而且，对于细颈楔形腔腔体细颈部位宽度和高度过小的型材，几乎无法通过铣削工艺进行加工。电火花线切割加工的不足是型材总长度受制于加工设备高度，导致型材总长度受到限制。此外，由于成形表面经过电化学腐蚀，形成表面氧化层，表面粗糙且疏松，还需后续打磨抛光处理以降低表面粗糙度以提升尺寸和形状精度。考虑到细颈楔形腔的几何形状复杂，这种工艺显著增大了提升表面质量的难度。相比较前三种工艺，线切割加工速度最慢，效费比最低。上述工艺在加工屈服强度和硬度较高、成形极限较低的金属细颈楔形腔型材的过程中，不仅成材率低，生产工具/模具磨损过快，而且原料和能源浪费严重。因此，如何在保证细颈楔形腔型材尺寸精度、几何精度和表面粗糙度的前提下，以较高加工效率实现对屈服强度和硬度均较高的中/高碳钢带料制备细颈楔形腔型材，已成为塑性加工领域的难点问题。

在金属材料塑性成形过程中施加脉冲电流，会导致金属出现电致塑性效应、集肤效应和对微小空洞和微裂纹的修复融合和止裂效应。这可降低金属材料在成形过程中的变形抗力，提升成形极限，进而提高金属坯料的成形性、可加工性。上述优点使得脉冲电流在金属轧制领域广泛使用，发展迅速。但是，如果直接通过轧辊向带料施加脉冲电流，由于电流的趋肤效应，使得轧辊表层电流密度明显高于其他部位，这会导致金属轧辊表层温度升高明显，进而引发轧辊表层金属软化和氧化，降低轧辊表面强度、硬度、耐用性、耐磨性和服役寿命，降低轧辊加工效能等问题。这势必会增加换辊、修辊的频率，进而增加生产成本和延误工期，最终降低轧辊加工效费比。如何能进一步弱化导通脉冲电流产生的热效应带来的不良影响，但让能有效降低成型难度，成为有待解决的问题。