[发明专利]电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置及使用方法

说明书

本发明公开了电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置及使用方法，包括有轧机机架以及电流加载装置支架、绝缘轧辊，电流加载装置支架包括有前置盒以及设置在前置盒后端的锥形仓，前置盒的前端设置有金属层插口，锥形仓内部设置有与金属层插口连通的送料通道，锥形仓的上下两侧分别设置有上、下导向座，上、下导向座内分别设置有上、下导电夹板，三个待复合板分别从金属层插口、上导电夹板下方、下导电夹板上方穿过，进入两个绝缘轧辊之间的轧制变形区进行轧制，金属层插口通过紧固螺栓接电源正极，上、下导电夹板均接电源负极。本发明不仅可电辅助轧制三层金属待复合板，还可使得电流密度增加，能量集中，提高待复合板质量及效率。

技术领域

本发明涉及电塑性加工技术领域，尤其涉及电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置及使用方法。

背景技术

随着科学技术发展和重大装备的需求，对耐高温、耐腐蚀、抗氧化、屏蔽性等高条件大参数的极端环境材料提出了更高要求，单一纯金属、单一合金及单一种类材料已经很难满足工程发展的要求。因此，复合材料或复合结构应运而生。层状待复合板材就是应用最广泛的重要材料之一，已经占到金属材料总产量的20%以上。

目前用于层状待复合板材的加工制备方法种类，依据组元的复合状态可分为三大类，即液-液复合、固-液复合和固-固复合。经研究，待复合板制备有以下方法，首先，连铸连轧制备技术，效率高，但加工过程属于铸造范畴，基本不涉及金属的塑性变形，待复合板厚度的控制精度和要求极高。第二，爆炸焊接制备技术，可使待复合金属连接界面发生一定的塑性变形，形成了波形连接界面；同时，待连接界面金属表面氧化膜的清理和去除，保证了异质金属界面的有效连接；但是，爆炸焊接复合法存在环境安全、板材厚度受限和产业化效率低的不足。第三，电致塑性轧制技术主要是利用电流的焦耳热效应和电迁移效应改善金属板材的轧制成形特性，目前较成熟的研究主要集中对单一金属板材的轧制成形过程。因此，经研究发现引入电流作用后复合带的硬化程度得到了改善；同时，借助电流辅助的焦耳热效应实现了轧制过程的在线加热效果，可替代常规轧制后续退火的热处理工序，有助于简化热轧轧制工艺流程。

上述的电塑性加工，即利用电流通过金属时产生的焦耳热效应和非热效应，在提高加热速率，降低制造成本和降低成形载荷、提高材料塑性、改善金属材料的表面质量和组织状态方面表现出明显优势，尤其在难以复合的异质复合金属材料方面尤为有应用价值。

目前用于金属待复合板电流辅助轧制的电流加载装置多为单层或双层金属板，对于三层金属待复合板却没有涉及。同时，金属待复合板电流辅助轧制的待复合板平行紧贴导致电流分布不集中，使电流阴极雾化不能快速清理氧化膜，同时热量不聚集，存在复合效果不良的问题。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置及使用方法，不仅可电辅助轧制三层金属待复合板，还可以使待复合板形成上下两个电流V型会合区，与绝缘轧辊的接触区域为线形，使电流密度增加，能量集中，提高待复合板质量及效率。

为实现本发明目的而提供的一种电辅助轧制三层金属复合板的电流加载装置，包括有轧机机架以及设置在轧机机架上的电流加载装置支架、绝缘轧辊，所述电流加载装置支架包括有前置盒以及设置在前置盒后端的锥形仓，锥形仓坡口的设计可以使待复合板形成上下两个电流V型会合区，接触区域为线形，使从下导电夹板的电流尽快进入到轧制变形区，从前置盒的中间端口流出，尽量减小电流在轧制变形区之外对轧件的影响，同时，使电流密度增加，能量集中。所述前置盒设置为绝缘胶木，并且前端设置有金属层插口，所述锥形仓内部设置有与金属层插口连通的送料通道，所述锥形仓的上下两侧分别设置有上导向座、下导向座，所述上导向座、下导向座内分别设置有上导电夹板、下导电夹板，三个待复合板分别从金属层插口、上导电夹板下方、下导电夹板上方穿过，进入两个绝缘轧辊之间的轧制变形区进行轧制，电流加载装置夹持待复合板送料的向前运动的方式靠绝缘轧辊启动旋转，同时有弹簧弹力保证向前移动的平稳和可靠。其中，绝缘轧辊不对轧制过程的电流回路导入产生影响。