【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金丝材加工领域，具体涉及一种铁镍基合金扁形丝温轧方法及装置。
技术介绍
1、近年来，随着工艺技术的不断进步和重大装备的更新换代，航空、航天、核能等领域对扁形丝的需求逐步由传统的碳钢材料转变为不锈钢、低合金钢、或者高弹性、高强度的合金，例如铁镍基合金。
2、但是，随着铁镍基合金中添加的强化元素越来越多，铁镍基合金的成分越来越复杂，导致其材料形变硬化指数高、冷变形抗力大，铁镍基合金冷变形加工困难，变形量有限，不能充分发挥铁镍基合金的材料性能，冷轧加工已经不再适用于铁镍基合金扁形丝的生产。
3、虽然可以通过热轧技术生产铁镍基合金扁形丝，但是采用热轧技术生产铁镍基合金扁形丝仍然存在下列问题：
4、①丝材热轧需要对丝材进行加热。现有的丝材加热采用电接触加热技术，不但设备昂贵，而且难以控制其丝材的加热效果，常常会因为加热端子与丝材接触不良，导致丝材长度方向温度不均匀，从而导致轧制出的丝材尺寸不符合要求；
5、②丝材热轧需要对轧辊进行冷却降温，避免轧辊温度过高。目前，采用的是在轧辊内部设置水循环冷却管道，同时对轧辊的外表面喷水进行冷却降温。但是，在轧辊内部设置的水循环冷却管道系统结构复杂，对技术的要求较高，而且朝轧辊的外表面喷射的水液容易飞溅到丝材上，影响丝材力学性能的均匀性；
6、③丝材热轧过程中，热轧温度＞600℃，易导致铁镍沉淀强化型合金γ'或γ”强化相析出，导致热轧工艺的后续工序实施困难；
7、④丝材在热轧过程中经过轧辊轧制后形成的铁镍基合金扁形丝
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种铁镍基合金扁形丝温轧方法及装置，使丝材在形成扁形丝的过程中的轧制温度低于铁镍基沉淀强化型合金的强化相析出温区范围(＞600℃)，将轧制温度保持在400～600℃范围内，以降低合金材料强度，增加塑性，从而解决铁镍基沉淀强化型合金的形变硬化指数高、冷变形抗力大的轧制成型难题。
2、本专利技术的目的是采用下述方案实现的：
3、一种铁镍基合金扁形丝温轧方法，包括以下步骤：
4、1)根据待生产的扁形丝厚度、宽度计算用于轧制扁形丝的圆丝直径，该圆丝为铁镍基合金圆丝；
5、2)根据圆丝直径与待生产的扁形丝厚度的比值关系确定轧制道次；
6、3)根据轧制道次所需轧制的扁形丝厚度调整上轧辊、下轧辊之间的间距；
7、4)根据圆丝的直径、弹性模量，以及屈服强度计算弯曲矫直机构的辊距、辊径；
8、5)设置电磁加热轧辊机构各轧辊的线速度，以及丝材张力矫直机构各矫直辊的线速度；
9、6)通入保护气体，并设置电磁加热轧辊机构各轧辊的外辊筒温度为350～550℃，丝材温度为400～600℃；
10、7)启动铁镍基合金扁形丝温轧装置对铁镍基合金圆丝进行轧制，得到铁镍基合金扁形丝。
11、优选地，所述用于轧制扁形丝的圆丝直径的公式如下：
12、
13、式中，d为用于轧制扁形丝的圆丝直径，π为圆周率，h为待生产的扁形丝厚度，b为待生产的扁形丝宽度，m为修正系数。
14、优选地，所述轧制道次按照下列方式确定：
15、2-1)若扁形丝厚度：圆丝直径≥2:3，则扁形丝一次轧制成型；
16、2-2)若扁形丝厚度：圆丝直径＜2:3，则扁形丝两次轧制成型：第一轧制道次中将用于轧制扁形丝的圆丝轧制成厚度为圆丝直径的三分之二的扁形丝，再在第二轧制道次中将扁形丝的厚度轧制成待生产的扁形丝厚度。
17、优选地，所述计算弯曲矫直机构的辊距、辊径按照下列公式进行计算：
18、
19、d＝(0.7～0.95)·t
20、式中，t为辊距，d为辊径，e为圆丝的弹性模量，σs为圆丝的屈服强度，d为未经轧制的圆丝直径。
21、优选地，所述电磁加热轧辊机构各轧辊的线速度，以及丝材张力矫直机构各轧辊的线速度满足下列公式：
22、v2＝v1+(0.02～0.06)v1
23、式中，v2为丝材张力矫直机构各轧辊的线速度，v1为电磁加热轧辊机构各轧辊的线速度。
24、本专利技术中，用于上述铁镍基合金扁形丝温轧方法的装置，包括一密封箱体，该密封箱体前壁设置进丝口，后壁设置出丝口，所述进丝口、出丝口位于同一高度，所述密封箱体前、后侧分别设有导丝装置，所述密封箱体壁上设置保护气的进气口、出气口；
25、所述密封箱体内的前、后两侧均设有用于与丝材电连接的导电刷，两导电刷均与可调电压源电连接，用于对丝材加热；
26、两导电刷之间从前到后依次设置第一弯曲矫直机构、第二弯曲矫直机构、电磁加热轧辊机构、丝材张力矫直机构。
27、优选地，所述电磁加热轧辊机构包括上轧辊、下轧辊，所述上轧辊上方设有第一线速度传感器，该第一线速度传感器与控制上轧辊转动的动力装置连接，用于将上轧辊的线速度反馈给动力装置，控制丝材的轧制速度。
28、优选地，所述丝材张力矫直机构包括上矫直辊、下矫直辊，所述上矫直辊的上方设有第二线速度传感器，该第二线速度传感器与控制上矫直辊转动的动力装置连接，用于将上矫直辊的线速度反馈给动力装置，控制丝材的轧制速度。
29、优选地，所述第一弯曲矫直机构包括上下两排水平矫直辊，两排水平矫直辊呈交错布置；
30、所述第二弯曲矫直机构包括左右两排垂直矫直辊，两排垂直矫直辊呈交错布置。
31、优选地，所述密封箱体内设有多个用于测量丝材温度的热电偶，各热电偶的信号输出端均通过一丝材温控设备与导电刷的可调电压源连接，用于控制两导电刷之间的电压，调整导电刷对丝材的加热温度。
32、本专利技术的优点在于以下几点：
33、1)本专利技术采用的电磁感应加热辊，与传统导热油加热辊，或者电热片加热辊相比，不但具有能耗低、寿命长的优点，还能够将轧辊温度更加稳定、精确的控制在400～600℃范围内，以保证铁镍基合金扁形丝的顺利成型；
34、2)本专利技术采用温轧工艺增强了丝材的塑性，避免了铁镍沉淀强化型合金γ'或γ”强化相析出，不会导致后续的加工工序难以使扁形丝成型的问题；
35、3)现有技术在铁镍基合金扁形丝的轧制过程中没有对轧制后的丝材进行矫直处理，丝材经过轧辊轧制后容易变形，导致扁形丝成品的结构尺寸较差，而且单一的弯曲矫直工序容易造成铁镍基合金扁形丝的形状产生不可回复性的扭转、弯曲和破坏；
36、本专利技术针对不同材料确定矫直辊距、辊径，采用中温耦合矫直(即轧前中温弯曲矫直和轧后中温张力矫直)，保证了弯曲矫直的效果，同时对轧后丝材进行二次张力矫直，保障了轧制出的成品丝材具有较高的平直度和直线度。
37、名词解释：
38、扁形丝：异形丝的一种，异形丝是指横截面非圆形的金属丝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述用于轧制扁形丝的圆丝直径的公式如下：
3.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述轧制道次按照下列方式确定：
4.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述计算弯曲矫直机构的辊距、辊径按照下列公式进行计算：
5.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述电磁加热轧辊机构各轧辊的线速度，以及丝材张力矫直机构各轧辊的线速度满足下列公式：
6.一种用于如权利要求1所述铁镍基合金扁形丝温轧方法的装置，其特征在于，包括一密封箱体(6)，该密封箱体(6)前壁设置进丝口(24)，后壁设置出丝口(25)，所述进丝口(24)、出丝口(25)位于同一高度，所述密封箱体(6)前、后侧分别设有导丝装置，所述密封箱体(6)壁上设置保护气的进气口(2)、出气口(12)；
7.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧装置，其特征在于，所述电磁加热轧辊机
8.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧装置，其特征在于，所述丝材张力矫直机构(11)包括上矫直辊(21)、下矫直辊(22)，所述上矫直辊(21)的上方设有第二线速度传感器(20)，该第二线速度传感器(20)与控制上矫直辊(21)转动的动力装置连接，用于将上矫直辊(21)的线速度反馈给动力装置，控制丝材(8)的轧制速度。
9.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧装置，其特征在于，所述第一弯曲矫直机构(5)包括上下两排水平矫直辊(17)，两排水平矫直辊(17)呈交错布置；
10.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧装置，其特征在于，所述密封箱体(6)内设有多个用于测量丝材(8)温度的热电偶(4)，各热电偶(4)的信号输出端均通过一丝材温控设备与导电刷(3)的可调电压源连接，用于控制两导电刷(3)之间的电压，调整导电刷(3)对丝材(8)的加热温度。
...【技术特征摘要】
1.一种铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述用于轧制扁形丝的圆丝直径的公式如下：
3.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述轧制道次按照下列方式确定：
4.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述计算弯曲矫直机构的辊距、辊径按照下列公式进行计算：
5.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧方法，其特征在于，所述电磁加热轧辊机构各轧辊的线速度，以及丝材张力矫直机构各轧辊的线速度满足下列公式：
6.一种用于如权利要求1所述铁镍基合金扁形丝温轧方法的装置，其特征在于，包括一密封箱体(6)，该密封箱体(6)前壁设置进丝口(24)，后壁设置出丝口(25)，所述进丝口(24)、出丝口(25)位于同一高度，所述密封箱体(6)前、后侧分别设有导丝装置，所述密封箱体(6)壁上设置保护气的进气口(2)、出气口(12)；
7.根据权利要求1所述的铁镍基合金扁形丝温轧装置，其特征在于，所述电磁加热轧辊机构(23)包括上轧...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵振，张十庆，李方，王宏，何钦生，邹兴政，唐远寿，王建桥，黄雅丽，
申请(专利权)人：重庆材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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