本發(fā)明屬于金屬材料加工領(lǐng)域，一種鋁合金板材異步軋制過程中翹曲預(yù)報(bào)和優(yōu)化的方法，可實(shí)現(xiàn)異步軋制板材翹曲的顯著降低或完全消除，且無(wú)需對(duì)現(xiàn)有軋機(jī)進(jìn)行特殊改造，只需調(diào)節(jié)軋制參數(shù)（如板材厚度、軋制道次壓下量、異速比等），便可控制異步軋制過程中板材翹曲程度并給出翹曲。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：基于仿真模擬異步軋制過程，并結(jié)合實(shí)際軋制實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鋁合金板材異步軋制無(wú)翹曲工藝的分析，可獲知實(shí)際工況條件下異步軋制板材的翹曲方向，預(yù)先判定異步軋制板材運(yùn)行狀態(tài)，為實(shí)際工藝調(diào)整提供可視化方案；基于仿真模擬預(yù)先獲取使異步軋板零翹曲的軋制工藝參數(shù)（如道次壓下量），可明顯提高板型質(zhì)量、避免改造軋制設(shè)備或加裝強(qiáng)制矯直裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種鋁合金板材異步軋制過程中翹曲預(yù)報(bào)和優(yōu)化的方法，可實(shí)現(xiàn)異步軋制板材翹曲的顯著降低或完全消除，屬于金屬材料加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高性能鋁合金(如Al-Zn-Mg-Cu系)中厚板以其優(yōu)異的比強(qiáng)度、耐蝕性、韌性及抗疲勞性能而廣泛用于機(jī)身框架、隔框等的制造，成為至關(guān)重要的航空結(jié)構(gòu)材料。傳統(tǒng)熱軋工藝是目前制備此類高強(qiáng)韌鋁合金中厚板的主要加工手段，但利用該工藝生產(chǎn)中厚板過程中普遍存在沿板厚方向變形不均勻的問題，并最終導(dǎo)致板材厚度方向組織與力學(xué)性能不均勻，嚴(yán)重影響和限制此類合金板材的壽命和廣泛應(yīng)用。

異步軋制作為一種先進(jìn)的強(qiáng)塑性變形工藝，可通過對(duì)同步軋機(jī)的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)，其主要軋制方式有同徑異速異步軋制(上、下輥輥徑相同，轉(zhuǎn)速不同)和異徑同速異步軋制(上、下輥輥徑不同，轉(zhuǎn)速相同)。異步軋制過程中，由于上、下軋輥對(duì)軋件變形的不對(duì)稱性導(dǎo)致軋件內(nèi)部產(chǎn)生劇烈的附加剪切變形，從而改善軋材沿厚度方向變形的均勻性，有助于板材綜合性能的提高。基于異步軋制技術(shù)在改善金屬及合金材料組織均勻性、提高性能等方面的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)被廣泛用于鋁/鎂等金屬和合金的軋制研究和生產(chǎn)，并取得良好效果。發(fā)明專利(CN101524707A、CN105603341A)公布了利用異步軋制獲得晶粒細(xì)小、成形性及強(qiáng)度顯著提高的金屬軋制工藝；發(fā)明專利(如CN201210590806.1、CN200410021496.7、CN200510046810.1)采用異步軋制技術(shù)對(duì)取向硅鋼性能進(jìn)行了改進(jìn)；發(fā)明專利(CN201010524366.0)利用異步軋制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了材料表面納米化。然而，由于軋制過程中與上、下輥接觸金屬或合金變形的不對(duì)稱性導(dǎo)致異步軋制板材出現(xiàn)上翹或下彎現(xiàn)象，致使板材難以連續(xù)咬入，降低軋制效率，嚴(yán)重的翹曲甚至?xí)斐砂宀酿ぽ?、軋機(jī)設(shè)備損毀及生產(chǎn)成本增加等。目前，異步軋制技術(shù)的應(yīng)用研究仍集中于薄板帶材，原因在于卷取機(jī)施加的卷取張力顯著抑制了薄板帶材的翹曲，因而與其相關(guān)的翹曲問題并未受到太多關(guān)注。然而中厚板材在異步軋制加工時(shí)，軋輥兩側(cè)不再有卷取機(jī)提供張力，因此如何改善或優(yōu)化異步軋制中厚板材的板形、降低/消除異步軋制引起的翹曲問題就顯得尤為突出和重要。針對(duì)該問題，一般通過改造軋機(jī)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，如在軋機(jī)上加裝水平液壓彎輥系統(tǒng)或在軋制生產(chǎn)線上加裝強(qiáng)制矯直設(shè)備，投資巨大且短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代。針對(duì)異步軋制中厚板翹曲問題，發(fā)明專利CN104624664A提出通過調(diào)整軋制線高度及上/下工作輥咬入速度的方法對(duì)400mm鑄坯粗軋頭部翹曲現(xiàn)象進(jìn)行控制，發(fā)明專利(CN03114584.1、CN200520079602.7)公布了一種通過調(diào)節(jié)軋機(jī)的導(dǎo)板高度，利用設(shè)計(jì)的導(dǎo)入角可變裝置來(lái)解決異步軋制過程中的翹曲問題。然而，實(shí)際生產(chǎn)線中的軋機(jī)輥道系統(tǒng)長(zhǎng)且都固定，上述發(fā)明專利提供的方法在實(shí)現(xiàn)板材異步軋制的連續(xù)軋制方面存在難度。

本發(fā)明專利通過直接在線調(diào)節(jié)軋制參數(shù)的方法來(lái)控制異步軋板的板形以解決異步軋制板材的翹曲問題，同時(shí)可保證板厚方向變形與組織均勻性，避免了對(duì)軋機(jī)進(jìn)行大規(guī)模改造所帶來(lái)的技術(shù)與成本問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種可快速預(yù)報(bào)異步軋制鋁合金板材翹曲的方法，同時(shí)提供一種可明顯改善或解決此類板材翹曲問題的方法。本發(fā)明無(wú)需對(duì)現(xiàn)有軋機(jī)進(jìn)行特殊改造，只需調(diào)節(jié)軋制參數(shù)(如板材厚度、軋制道次壓下量、異速比等)，便可控制異步軋制過程中板材翹曲程度并給出翹曲問題的解決方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種金屬或合金板材異步軋制翹曲的預(yù)報(bào)和優(yōu)化方法，包括以下步驟：