張力矯直

張力矯直是指對軋件施加超過材料屈服極限的縱向拉力，使之產生塑性延伸而實現的形狀缺陷的矯正，又稱拉伸矯直。主要用於矯直厚度小於0.6mm的薄板和薄壁管材。

基本介紹

• 中文名：張力矯直
• 外文名：stretcher straightening
• 又稱：拉伸矯直
• 套用：軋材加工
• 學科：金屬塑性加工
• 分類：鉗式張力矯直和連續拉伸矯直

介紹

鉗式純拉伸矯直機生產效率低，且必須切除鉗口印痕部分材料，很不經濟。目前鉗式拉伸矯直主要用於其他方法難以矯平的厚板。張力矯直能克服上述缺點，特別適用於矯平鋁及鋁合金薄帶材。

喬·亨特於1958年研製出了工業上第一台矯直寬幅914mm卷材的張力矯直生產線。在1968年他又把這種生產線與張力輥矯直相結合，開發出了第一台連續張力矯直生產線。

現在張力矯直在鋁加工工業中是最重要的板帶材精整工序之一。目前純張力矯直和較通用的張力矯直設備常與板帶材的加工線（卷材的酸鹼洗生產線、塗層生產線、氣墊退火生產線）併為一體。

張力矯直機理及作用

薄板帶的縱向及橫向彎曲可由輥式矯直機矯直。但輥式矯直對於中間及邊緣浪形一類的缺陷 （即三維缺陷）矯直效果不理想。這類缺陷與軋制時因沿板帶材寬度方向的延伸不均勻而產生的殘餘應力有關。當殘餘應力值超過材料的屈服極限時會產生二次變形，形成浪形。若中間延伸大而兩邊延伸小，就形成了中間浪形；反之則形成邊部浪形。

若殘餘應力未超過材料的屈服極限，雖不產生巨觀缺陷，但潛在的殘餘應力會影響板帶材的使用性能。矯直時，在張力矯直機上對帶有波浪形缺陷的板帶材，前後施以超過材料屈服應力的張應力。該張應力與板帶原有的殘餘應力疊加，在殘餘壓應力處（即原延伸較大的波浪處）一部分張應力被抵消，使實際變形應力減小，矯直時塑性延伸小。在殘餘拉應力處（即原延伸較小處）實際變形應力由於張應力的疊加而增大，矯直時塑性延伸大。結果經過張力矯直後的軋件，各部分延伸均勻了，波浪形缺陷因此而得到消除。

設備與工藝

張力矯直按對板帶施加的張力的方法不同分為鉗式張力矯直和連續拉伸矯直。

鉗式張力矯直時由兩個鉗口將被矯軋件兩端緊緊夾住（圖a），一個鉗口固定不動，另一個鉗口在移動時對金屬施加超過其屈服極限的拉應力，使之產生塑性延伸。這種方法只能用於單張板材的矯直，生產率低，端部易留有較大的廢料頭，金屬消耗大。

連續拉伸矯直（圖b）時由兩個張力輥靠摩擦對帶材形成張力。主要用於有色金屬帶材的矯直。

張力矯直常與輥式矯直或平整聯合進行。張力矯直機與平整機組成張力平整機組，用於成卷板帶的矯直 （圖c）。張力矯直與輥式矯直組成聯合機組，用於成卷薄板帶的矯直 （圖d）。

此外在連續式拉伸矯直和輥式矯直基礎上發展起來的拉伸彎曲矯直綜合了拉伸矯直和彎曲矯直的特點，它主要由兩組張力輥和位於中間的彎曲輥及矯平輥組成（圖e）。軋件通過矯直機時，由張力輥形成的張力與由彎曲輥形成的彎曲應力相疊加，其合應力使帶材形成一定的塑性延伸並經過矯平輥獲得矯平。此種形式的矯直比連續拉伸矯直所消耗的能量少，且矯直質量好，一般用於連續作業線上，用於矯直包括高強度帶材在內的各種金屬材料；也可用在酸洗機組上，在酸洗前破鱗和矯直，以提高酸洗速度和除鱗效果。

操作流程

以鈦板材為例，它是在板材鉗式矯直機上作業的。它的操作要點是：

（1）準備。它先應將需要矯直的鈦板在輥式矯直機上矯直，也可以在軋機上給以小壓下量輕微軋制，使鈦板較為平整。特別是對消除板材橫向瓢曲是有利的。將矯直機整理並清潔乾淨。將鈦板組裝在該機的夾鉗上，並保持鉗口夾持一定的餘量。

（2）操作。作業時鈦板在矯直機前兩端要平行，其4個角要成90。。夾持鈦板時，要對準中心線，不允許歪斜。運轉後如產生縱向波浪時，必須調整矯直機的夾持器的結構，以避免產生波浪。鉗式矯直是間隙作業，它是一張鈦板矯直完畢後才可矯直第二張。操作時是邊矯直邊檢查，每一張鈦板合格後方才停機卸料。

（3）停機。停機後必須清理整潔，應保持夾持器無鈦屑、無污垢。並對每塊矯直後的鈦塊復檢和進行有針對性的處置，使之變成合格的產品。