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《中南大学》 2007年
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铝合金快速铸轧新型铍铜材料辊套及其应用性能研究

胡忠举  
【摘要】: 采用双辊连续铸轧方法生产铝带坯,是一种集凝固、变形于一体的近终形成型工艺。由于其良好的经济与社会效益,该工艺已成为铝带坯的主要生产方式。但常规铝带坯铸轧工艺的生产效率较低,可铸轧的合金品种有限,铸轧板表面及内部存在偏析,难以生产出高性能和高表面质量的铝合金带箔。应用快速铸轧工艺生产铝合金板带坯,铸轧速度大大提高,带坯厚度减薄,铸轧区铝熔体的凝固速度大幅度提高,并可同时获得具有较大轧制变形率的塑性变形,从而提高铸轧效率,拓宽可生产的合金范围,所获带坯的质量更优。这种成型工艺被国际铝加工行业认为是代表新一代铝加工技术发展的重要方向。 实现铝合金快速铸轧的过程,要求铸轧辊套具有比常规铸轧辊套更优异的导热性能,以完成铝熔体的快速凝固。研究满足铝合金快速铸轧要求的新型材料辊套及其应用性能,是实现铝合金快速铸轧的技术关键之一。 中南大学冶金机械研究所研制的新型Be-Cu合金辊套材料,为突破铝合金快速铸轧技术瓶颈奠定了基础。本研究围绕新型Be-Cu合金材料的成分优化、新型材料辊套的制备及其主要性能,进行了系列实验研究,试图为快速铸轧辊套的高质量制备与应用提供依据。本文涉及如下内容: 1.新型Be-Cu合金辊套材料组分优化实验研究。通过系列组分优化实验,获得了力学性能与现有合金钢辊套材料基本相当、导热系数是合金钢辊套材料3-4倍,且制备工艺性能良好的新型Be-Cu合金辊套材料。 2.新型Be-Cu合金辊套材料制备工艺性能实验研究。探讨了新型Be-Cu合金辊套材料对离心铸造工艺的适应性及其热处理性能,并在工业试验铸轧辊套的制备过程中得到验证;探索性研究了新型Be-Cu合金辊套材料的切削与磨削加工性能,并与现有典型合金钢辊套材料的相应性能进行了对比实验研究。 3.铝合金铸轧辊套工作表面完整性研究。提出并系统阐释了铝合金铸轧辊套工作表面完整性概念;分析了影响辊套工作表面完整性的主要因素:揭示了新型Be-Cu合金辊套具有良好的保持其工作表面完整性的机理。 4.新型Be-Cu合金材料辊套的抗热损伤性能研究。建立了铝合金铸轧辊套温度场数学模型;提出了铸轧辊套温度场近似分析解思想;导出了辊套温度场的近似分析解;对仿真结果进行了实验验证;仿真分析了快速铸轧工况下辊套温度的分布规律。基于辊套温度场的近似分析解,导出了铸轧辊套热应力场的分析解;进行了快速铸轧工况下新型Be-Cu合金辊套热应力仿真分析。 5.新型Be-Cu合金辊套快速铸轧试验。在实验铸轧机及工业铸轧机上进行了快速铸轧试验,对新型Be-Cu合金辊套的冷却能力、使用性能及其变化、所获带坯质量进行了实验与分析。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG333.17

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