影響軋制的主要因素—1
一、軋件的咬入
1、咬入條件為了實現軋制過程，先必須使軋件咬入軋輥，然后才能使金屬充滿軋輥的間隙，進行軋制。實踐證明，金屬的咬入和軋制過程的建立，并不是在任何情況下都能實現的，因此有必要研究軋輥咬入軋件的條件。
在軋件的咬入瞬間，每個軋輥將向軋件作用兩個力。一個是垂直于軋輥和金屬相接觸的法線力（徑向力）N，另一個是軋輥與軋件表面相切處的摩擦力T，力N和力T之垂直分力的方向相同，使金屬產生壓縮變形，而力N和力T的水平分力則方向相反，水平分力力求將軋件拖入軋輥之間，而水平分力則力求將軋件推出軋輥。顯然，根據此二力的作用可以看出：
⑴ 如果 ＞時，則軋輥不可能將軋件咬入，軋制過程不能實現。
⑵ 如果＝時，則處于平衡狀態(tài)，軋件仍然不可能被自然咬入。
⑶ 如果 ＜時，則軋輥可將軋件咬入。因此，如果不考慮咬入時的慣性力，要實現咬入，必須具有以下條件：＞當軋件被咬入充滿輥間后，軋件與軋輥的接觸面積逐漸增大，軋輥對軋件的合壓力作用點也逐漸向內移動，大咬入角與摩擦角的關系也隨之發(fā)生變化。
2、影響軋件咬入的因素
⑴ 軋輥直徑與壓下量的影響：當板厚一定時，軋輥直徑愈大，則咬入角愈小，愈易咬入。
⑵ 軋件形狀影響：由于軋件前端形狀不同，對咬入難易有很大關系。當軋件前端大于后端時不利于咬入，當軋件前端小于后端，特別是兩端呈尖形或船形者有利于咬入。因開始咬入瞬間，軋件與軋輥接觸點的位置與接觸面的大小不同，顯然，接觸點愈向內移和接觸面積愈大，則愈有利于咬入。為了易于咬入，常將鑄錠的前端（或后端）制成尖楔形，圓形或橢圓形。
⑶ 軋輥表面狀態(tài)對咬入的影響軋輥表面愈粗糙（例如工作幾個班之后的普通材料軋輥）摩擦系數大，有利于咬入。反之，軋輥表面光滑（如冷軋的拋光輥）軋件的咬入就困難。
⑷ 軋制速度對咬入的影響軋制速度提高，不利于軋件咬入，軋制速度降低，則有利于軋件的咬入。軋制速度影響咬入的原因，一方面是由于軋制速度的提高，降低了軋輥與軋件間的摩擦系數，使咬入困難，另一方面是由于軋制速度的提高產生了妨礙軋件咬入的慣性力。在某些軋機上，為了保持軋制過程的高生產率，但又避免由于提高軋制速度給咬入帶來的不良影響，通常采用可調節(jié)速度的軋制方式。在咬入時期，輥速降低一稱為咬入速度，當軋件咬入后，提高輥速，進行正常軋制。
二、前滑
前滑在軋制時，金屬從軋輥拋出的速度比軋輥圓周的線速度大，這種現象稱為前滑。前滑值可用下式表示：
（V1）×100%
S——前滑值
V——軋輥圓周線速度
V1——軋件離開軋輥的速度冷軋時，根據加工率、張力、摩擦系數等條件的不同，前滑值一般在0—6%范圍之內。
1、前滑值的確定實驗法中比較易行的是刻痕法，即在軋輥表面上刻痕，距離為L。軋制后在軋件表面的壓痕距離為L1，則可按以下公式示求出前滑值 （L1－L。）/ L。×100% ，用此法測定前滑值時，不但準確而且簡單，因此被采用，但其缺點是只能測定表面的滑動，不能測出金屬內部滑動，
2、影響前滑的主要因素軋制過程中，影響前滑的因素很多，根據理論計算公式與許多實驗證明，影響前滑的主要因素是：壓下量，軋輥直徑，摩擦系數，前、后張力，軋制速度與軋件寬度，至于軋制溫度和金屬種類則是以摩擦系數的形式來影響前滑的。
這些主要因素對前滑的影響如下：隨著壓下量、軋輥直徑、摩擦系數和前張力的增加而使前滑值增加，反之隨著后張力和軋制速度的增加而使前滑值的降低，前滑值也隨著軋件寬度的變化而變化，但當軋件寬度達到一定限度后，再繼續(xù)增加寬度時，前滑值則不發(fā)生變化。
三、寬展
寬展系指軋件在軋制過程中沿寬度方向上尺寸的變化，也稱為橫展。寬展是軋件橫向變形的一種現象。表示寬展的方法有絕對寬展和相對寬展兩種。絕對寬展是指軋件軋制前后寬度之差，相對寬展是指軋件軋制前后寬度之差與軋前寬度之比。
四、摩擦
1、摩擦在軋制過程中的實際意義
在冷軋板材時，一般希望降低摩擦系數，因為在這種軋制條件下，限制軋制過程順利進行的不是大咬入角，而是軋機允許的大壓力。同時摩擦系數對單位壓力的大小與其分布有重要影響，摩擦系數所產生的摩擦力，需要額外的功來克服它，摩擦系數的增加，使金屬的變形抗力增大，即增加了變形的能量消耗。在軋制力計算時，應準確的確定沿咬入弧上摩擦系數的平均值，方能正確計算軋制力。
2、不同軋制和潤滑條件下的摩擦系數
摩擦系數雖然如此重要，但直接測定摩擦系數是相當困難，因為摩擦系數與許多因素有關，如軋輥表面狀態(tài)、潤滑條件、軋制壓力、軋制溫度等。應當指出，在同一條件下，用不同測定方法往往得到互相矛盾的結果，所以對具體軋制條件下，在選擇摩擦系數時，必須注意試驗資料數據的原始條件。
冷軋制度的制定
根據冷軋產品的性能，冷軋制度的制定應考慮以下幾個方面的因素：
一、一類再結晶圖
一類再結晶圖是反映金屬變形程度和變形后退火溫度與金屬再結晶晶粒大小的關系圖形，在一定退火溫度下，當變形程度很小時，常出現晶粒急劇長大的現象。通常把這種引起晶粒急劇長大的變形程度范圍稱為臨界變形程度。臨界變形程度的大小因金屬與合金而異，在冷軋時必須考慮這一點，應使其總加工率遠遠超過臨界變形程度，以便產品在一定溫度下退火后，具有均勻而細小的晶粒組織。
二、軋件的性能和方向性金屬與合金在冷軋時，使晶粒形狀沿大主變形方向被拉長，拉細或壓扁，在晶粒被拉長的同時，金屬中的夾雜物和第二相也在被拉長或破碎，呈鏈狀排列，這種組織稱為纖維組織。
冷軋過程中，當達到一定的變形程度以后，由于在晶粒內的晶格取向發(fā)生了轉動，使其特定的晶面和晶向趨于排成一定方向，從而使原來位向紊亂的晶粒出現有序的變化，并有嚴格的位向關系，金屬所形成的這種組織結構稱為變形織構。
纖維組織和變形織構的產生導致了金屬的各向異性。在冷軋過程中，各向異性隨著變形程度的增加而趨于明顯，通常冷軋總加工率達到50%—60%以上時才出現明顯的變形織構。如已形成明顯變形織構的材料，經再結晶退火后變成另一織構即再結晶織構。這種織構對以后成型加工，例如拉伸成型、深沖成型等不利的。
這種材料具有各向異性，它在深沖時，有的方向延伸較多而形成凸起，有的方向延伸較少而形成凹下，甚至破裂。凸起或凹下部分成對稱分布，形成“制耳”。凸起部分與軋制方向可能呈0°或90°和45°角，通常分別稱為0°或90°和45°制耳。
冷軋總加工率達90%的工業(yè)純鋁板，深沖時制耳率為5—6%，出現45°制耳，若增加中間退火，則深沖制耳率可降低到1—3%，為了減少制耳（一般要求小于3—4%），冷軋總加工率不宜過大，控制在50%左右。各向異性影響了某些產品的加工性能和產品質量，實際生產中應盡量避免或減輕產品的各向異性，均勻化退火是消除各向異性的有效措施，此外，對于某些特殊的產品，可以采取控制加工率，提高含鐵量等措施進一步減少各向異性。
三、道次加工率和總道次加工率的確定
在冷軋過程中軋件發(fā)生冷作硬化，因而塑性下降。冷變形程度達45—55%以后，純鋁與幾乎所有的鋁合金的伸長率都大致相同，約為3—6%。但它們能夠繼續(xù)進行冷軋的能力卻不一樣。因此伸長率不能作為制定軋制制度的依據，而出現裂邊時的變形量大小才可做為這種標準，如果每個道次壓下量都能保持在不能引起裂邊的大小，那么總的變形量可以達到很大的數值（軋制硬鋁合金可達90—92%，軋制軟鋁合金時達95%以上），但是小的道次變形量將使軋件表面質量與軋出質量變壞，并由于增加道次數而大大降低冷軋機的生產率。良好的邊部狀態(tài)是獲得優(yōu)質軋件的基本條件之一。
冷軋時，為防止裂邊，規(guī)定一定總變形量后要進行中間退火。對某些鋁合金必須達到一定的總變形量，否則，就是退火制品，產品的機械性能也難以保證。道次加工率在合金塑性范圍內，并能獲得良好表面質量和軋出質量情況下，應盡量較大，以減少軋制道次，提高軋機的生產效率，但道次加工率的大小要考慮設備條件，主要是受到大軋制力的限制，如果軋制力過大，易產生斷輥事故，各道次的加工率曲線應平滑上升。在分配道次加工率時，要考慮軋機性能，工藝潤滑和冷卻條件、張力、原始輥型和操作水平。當有特殊要求時，如厚度偏差要求嚴格，表面質量要求很高的產品，應選取較小的道次加工率，在軋制 0.3—0.5毫米薄板時，為防止斷帶，要精心控制道次加工率，有意識地使軋件邊部產生可切掉的邊部小波浪。
四、軋制速度
隨著軋制技術的發(fā)展，軋機的軋制速度不斷提高。軋制速度提高，即縮短輔助時間，因而得到高的生產效率。
采用高速軋制時要解決一系列問題，其中主要有：
1、必須具有可控制而且有效的冷卻系統。在高速軋制過程中，它能有效地降低軋輥與軋件的溫度，避免軋輥溫度過高而產生粘鋁。
2、工藝潤滑劑的各種性能應能滿足高速軋制時的要求。例如粘溫特性，潤滑性能等都應符合高速軋制要求。
3、高速軋制要求有相應的自動控制系統。例如，快速而準確的停車和斷帶的自動保護裝置等。
4、能夠準確、與時測量并控制厚度。如摩擦系數與軋制速度的關系所述，隨著軋制速度的增加，摩擦系數降低，反映在帶材厚度上，軋制速度提高，則帶材厚度減薄。因此在軋機升速，減速或其它速度變化時，應能夠自動調節(jié)輥縫，使帶材縱向厚度均一。
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