变厚度轧制过程金属流动规律

变厚度板带具有节材减重、减少焊缝、降低成本等优点，应用于汽车、桥梁、造船等。针对变厚度轧制金属流动的共性问题开展研究，技术思路如下：1）基于动态变辊缝趋薄、趋厚轧制时微元体力平衡特点和秒流量相等条件的新表达方式，建立描述变厚度轧制过程的新方程组，从中获得变厚度轧制力能参数和变形参数的解析解；2）提出根据负载条件对变厚度轧件过渡区曲线进行优化设计的思想，获得最佳节材效果的变厚度轧件断面形状；3）提出求解过渡区曲线的包络线作为轧辊中心位移轨迹，进而求解出轧件水平速度与轧辊垂直压下速度的匹配关系，以获得精确的过渡区曲线形状；4）通过变厚度轧制实验对上述理论模型进行验证和调优，获得变厚度样件。通过本研究建立与常规轧制理论不同的变厚度轧制新理论框架；给出变厚度轧制金属流动参数的计算方法和数学公式；提出过渡区类型和尺寸的设计与控制方法，为轧制出带有高精度过渡区曲线的变厚度板带材提供理论指导。

变厚度板带具有节材减重、减少焊缝、降低成本等优点，应用于汽车、桥梁、造船等。轧制方法生产的变厚度板带材主要有纵向变厚度板带材和横向变厚度板带材。纵向变厚度靠动态调整辊缝获得，横向变厚度靠设计合理的辊型曲线来获得。本项目针对纵向和横向变厚度轧制过程金属流动规律开展研究，完成了课题任务书规定的各项内容，取得的主要成果如下：.1）本课题在变厚度轧制过程的金属流动的理论和模型研究中取得重要进展，建立了纵向变厚度轧制变形区轧件水平速度关系微分方程，得到了各工艺参数对轧件水平速度的影响规律；深入研究了横向变厚度轧制条件下微元体力平衡特点，建立了横向变厚度轧制过程的基本方程及关键参数的数学模型。此项成果为变厚度轧制理论与生产技术的研究提供了基础；.2）提出了根据负载条件对变厚度轧件过渡区曲线进行优化设计的思想，开展了变厚度轧制过渡区曲线的优化设计与控制的研究，推导了几种过渡区曲线的函数方程，得到了过渡区类型和尺寸的设计与控制方法。.3）在变厚度轧制理论指导下，开展了纵向和横向差厚板轧制实验的研究。课题组成员已经在纵向变厚度轧制技术的研究方面已经取得一定的突破，获得了厚区2～2.5mm，薄区0.8～1.5mm，纵向差厚比达到1：2的差厚板样件，并得到工业生产和应用。目前研制成功的CR340差厚板样件已经应用于汽车仪表板横梁钢管的制作，实现仪表板横梁钢管的壁厚差异化和结构轻量化。.4）用轧制方法生产的横向变厚度板带材与纵向变厚度板带材相比较，还具有更多优势和用途，因此本项目重点开展了横向变厚度板带材轧制实验研究。在横向变厚度轧制金属流动理论研究的基础上，研究了辊型曲线的优化设计，在实验轧机上轧制出尺寸精度好、板形等符合要求的横向差厚板样件，积累了生产横向变厚度板的第一手数据，为后续横向变厚度板的产业化提供了重要参考。.5）完成了量化指标：发表了标注基金资助的论文15篇，培养研究生10人，其中有1人已经获得博士学位，3人已经获得硕士学位，相关研究成果已经获得沈阳市科技进步一等奖，共申请9项发明专利，其中6项专利授权。