第三章+轧制成型.pptVIP

3 粉末轧制 将粉末轧制成型坯。 粉末轧制是一种连续成型工艺。使用粉末轧制工艺可以生产出长度不受限制的压坯，如带、条、棒坯等。3.1轧制成型原理 3.2.2轧制方式 轧制方式分垂直轧制、水平轧制、倾斜轧制；不同方式得到的坯体的特性有差别。 表3－1垂直轧制与水平轧制的带坯比较 辊缝距离/mm 带坯厚度/mm 水平轧制 垂直轧制 0.25 0.33 0.44 0.37 0.45 0.53 0.50 0.57 0.64 0.62 0.68 0.74 在其它条件相同时，水平轧制坯的密度较垂直轧制坯略低，在同样密度条件下，水平轧制坯的厚度也较垂直轧制坯低。倾斜轧制坯的厚度、密度居垂直轧制坯与水平轧制坯之间。 　　这里，大家想想，为什么？ 3.2.3轧辊直径 图3—20 轧辊直径对带坯厚度的影响（纵座标为带坯厚度） 由图3－20可见，随轧辊直径增加，带坯的厚度呈直线增加。 事实上，带坯的密度也随轧辊直径增加而增加。 重写前面已推导的公式： h= D(1-cosα) / (λ Z - 1) (3-13) (3-14) 采用直径较大的轧辊，在其它条件不变时，可以获得厚度或密度较大的带坯。 图3—21 轧辊直径对带坯厚度的影响 （压制系数、咬入角相同） 对某种粉末，若延伸系数λ 、压制系数ε、咬入角 α一定，对照图3-21，可得：δ0/δR=H0/HR 大辊对应于厚度大的带坯。 咬入区、压实区的大小也取决于轧辊的直径。 图3—22 轧辊直径对变形区大小的影响 这里大小辊的直径分别为D2、D1，若供料厚度、轧辊缝隙不变，咬入角也相差极小，则大辊对应的咬入厚度为δ2 ， 大于小辊对应的咬入厚度δ1。也即在单位时间大辊可以比咬入更多的粉末，因此坯体的密度也高。 图3—23轧辊直径对电解质带坯特征的影响 结论：要获得厚度和相对密度较大的带坯，应采用直径较大的轧辊；要获得较薄的多孔带坯应采用直径较小的轧辊。 3.2.4轧辊的缝隙 1)回弹值 轧制过程中，轧辊处于弹性变形状态，轧出的带坯厚度大于轧辊的原始缝隙，等于原始缝隙加上某一个数值，该数值称为回弹值。 回弹值相当于弹性后效。 回弹值不仅包括坯体本身的弹性变形值，还包括轧辊的弹性变形及支撑轧辊的各部件的弹性变形值。 轧制压力越大，回弹值越高。 2）负缝距 由于有回弹值，轧辊的缝隙通常比轧制出的坯体的厚度小。 在轧制薄带材时，轧辊间的原始缝隙甚至采用负缝距。 负缝距，两轧辊的中心距与半径和的差值为负数。 在粉末轧制前，轧辊间不仅没有缝隙，还由于相互压紧，使轧辊产生了一定的弹性变形，导致两轧辊的中心距小于轧辊的半径和。 产生负缝距需要对轧辊施加预压力，预压力越大，负缝距越大。 预压力的消耗使粉末轧制时所需压力增大。 图3—24 辊缝距与轧制压力的关系 3）轧辊缝隙对坯体性能的影响 图3—25辊缝对钛粉带坯性能的影响 随辊缝的增大，带坯的厚度增大，密度和强度下降。当辊缝大到一定程度时，粉末不能经轧制成型。 对金属粉末的轧制，带坯的厚度一般不超过轧辊直径的1%—1.5%。 辊缝对带坯的轧制还有一个最小值。随辊缝的减小，带坯的厚度减小，压制系数增大，带坯的密度随之提高，同时所需轧制力却增大；辊缝小到一定程度时，坯体的不均匀程度增加，轧制压力增加到极限，轧制过程不能正常进行。 4.2.5 轧辊的表面状态 粉末被轧辊咬入的条件是粉末与轧辊表面间有摩擦力，用摩擦系数来表征。由式（3-3） ： tgα＜μ+ξ 摩擦系数越大，咬入角越大，被轧辊咬入的粉末也越多，轧出的带坯的厚度与密度也越高。 影响摩擦系数的因素来自两方面，一是粉末，二是轧辊。这里讨论来自轧辊方面的因素。 1）轧辊的表面粗糙度 表面粗糙度越大，摩擦系数也越大。 表3-2 轧辊表面状态对带坯厚度的影响 轧辊表面加工状态 带坯厚度/mm 高度抛光 0.35 平滑无光 0.55 喷砂处理 0.70 带坯的厚度与密度随轧辊的表面粗糙度