耐磨板電致塑性軋制新工藝!

  我國(guó)的耐磨板產(chǎn)業(yè)雖然已有了迅速的發(fā)展,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還是高能耗、高污染、低效率的。以JFE耐磨板為例,由于它在軋制、拉拔等加工過(guò)程中需要進(jìn)行多次退火處理,以降低或消除加工硬化,便于后續(xù)工藝進(jìn)行。多次退火不僅耗時(shí)耗能,同時(shí)也存在嚴(yán)重的環(huán)境污染等問(wèn)題。因此,尋找一個(gè)清潔環(huán)保、節(jié)能高效的生產(chǎn)工藝具有十分重要的意義。

  最近,科研工作者提出,將電致塑性軋制工藝應(yīng)用于耐磨板,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性。所謂“電致塑性”,是指材料在運(yùn)動(dòng)電子(電流或電場(chǎng))作用下,變形抗力急劇下降、塑性明顯提高的現(xiàn)象。電致塑性加工技術(shù)可以降低材料變形抗力,提高材料的塑性,從而增強(qiáng)材料的成形能力??蒲腥藛T在自行研制的電致塑性軋機(jī)上,對(duì)耐磨板進(jìn)行多道次的冷軋和電致塑性軋制,其中在采取電致塑性對(duì)耐磨板進(jìn)行軋制時(shí),高能脈沖發(fā)生器對(duì)軋制中的帶材連續(xù)不斷地施加高能脈沖電流(120 V)。他們對(duì)比研究不同軋制方式下材料的變形抗力、硬度、抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率等性能變化,并對(duì)微觀組織進(jìn)行了系統(tǒng)分析。

  實(shí)驗(yàn)表明,冷軋時(shí),材料的變形抗力高達(dá)16.5 kN,引入脈沖電流后,材料的變形抗力明顯減小,且隨著電脈沖頻率的增加其降低幅度越來(lái)越大。當(dāng)施加500 Hz的脈沖電流時(shí),材料的變形抗力降至12.2 kN左右,降低幅度高達(dá)26%。

  對(duì)試樣的測(cè)試結(jié)果表明,不論是冷軋還是電軋,試樣的硬度都隨變形量的增加而增大,但冷軋的加劇程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電軋。在電軋中,到達(dá)一定變形量后,試樣硬度趨向于一個(gè)穩(wěn)定值。電軋中,隨頻率增加,試樣的抗拉強(qiáng)度基本呈降低趨勢(shì),而相應(yīng)伸長(zhǎng)率則不斷增加。然而,當(dāng)變形量為20%~50%時(shí),施加600 Hz的電脈沖,試樣的抗拉強(qiáng)度反而比 500 Hz 時(shí)的大,此時(shí)其伸長(zhǎng)率也很大。經(jīng)受 600 Hz 脈沖電流軋制的試樣,其抗拉強(qiáng)度隨變形量的增加先是逐漸升高,到達(dá)一個(gè)極值點(diǎn)后開(kāi)始降低,相應(yīng)地,其伸長(zhǎng)率先是呈下降趨勢(shì),達(dá)到一個(gè)最低點(diǎn)后緩慢升高。這表明,在電軋過(guò)程中存在一個(gè)最佳頻率,在此頻率下,可以達(dá)到強(qiáng)度和塑性的最佳匹配,此時(shí),同固溶態(tài)的原始試樣相比,變形50%的電軋?jiān)嚇蛹染哂懈叩目估瓘?qiáng)度,同時(shí)又具有很好的塑性。

  他們的工作表明,高能電脈沖能有效地降低材料的加工硬化程度,提高其塑性變形性能,從而可以在不進(jìn)行中間退火的情況下,增加軋制道次,提高總變形量,輕松獲得更薄的板材帶材。這是一條清潔環(huán)保、節(jié)能高效的生產(chǎn)工藝路線。