张力矫直

张力矫直是指对轧件施加超过材料屈服极限的纵向拉力，使之产生塑性延伸而实现的形状缺陷的矫正，又称拉伸矫直。主要用于矫直厚度小于0.6mm的薄板和薄壁管材。

介绍

钳式纯拉伸矫直机生产效率低，且必须切除钳口印痕部分材料，很不经济。目前钳式拉伸矫直主要用于其他方法难以矫平的厚板。张力矫直能克服上述缺点，特别适用于矫平铝及铝合金薄带材。

乔·亨特于1958年研制出了工业上第一台矫直宽幅914mm卷材的张力矫直生产线。在1968年他又把这种生产线与张力辊矫直相结合，开发出了第一台连续张力矫直生产线。

现在张力矫直在铝加工工业中是最重要的板带材精整工序之一。目前纯张力矫直和较通用的张力矫直设备常与板带材的加工线（卷材的酸碱洗生产线、涂层生产线、气垫退火生产线）并为一体。

机理作用

薄板带的纵向及横向弯曲可由辊式矫直机矫直。但辊式矫直对于中间及边缘浪形一类的缺陷（即三维缺陷）矫直效果不理想。这类缺陷与轧制时因沿板带材宽度方向的延伸不均匀而产生的残余应力有关。当残余应力值超过材料的屈服极限时会产生二次变形，形成浪形。若中间延伸大而两边延伸小，就形成了中间浪形；反之则形成边部浪形。

若残余应力未超过材料的屈服极限，虽不产生宏观缺陷，但潜在的残余应力会影响板带材的使用性能。矫直时，在张力矫直机上对带有波浪形缺陷的板带材，前后施以超过材料屈服应力的张应力。该张应力与板带原有的残余应力叠加，在残余压应力处（即原延伸较大的波浪处）一部分张应力被抵消，使实际变形应力减小，矫直时塑性延伸小。在残余拉应力处（即原延伸较小处）实际变形应力由于张应力的叠加而增大，矫直时塑性延伸大。结果经过张力矫直后的轧件，各部分延伸均匀了，波浪形缺陷因此而得到消除。

设备工艺

张力矫直按对板带施加的张力的方法不同分为钳式张力矫直和连续拉伸矫直。

钳式张力矫直时由两个钳口将被矫轧件两端紧紧夹住（图a），一个钳口固定不动，另一个钳口在移动时对金属施加超过其屈服极限的拉应力，使之产生塑性延伸。这种方法只能用于单张板材的矫直，生产率低，端部易留有较大的废料头，金属消耗大。

连续拉伸矫直（图b）时由两个张力辊靠摩擦对带材形成张力。主要用于有色金属带材的矫直。

张力矫直常与辊式矫直或平整联合进行。张力矫直机与平整机组成张力平整机组，用于成卷板带的矫直（图c）。张力矫直与辊式矫直组成联合机组，用于成卷薄板带的矫直（图d）。

此外在连续式拉伸矫直和辊式矫直基础上发展起来的拉伸弯曲矫直综合了拉伸矫直和弯曲矫直的特点，它主要由两组张力辊和位于中间的弯曲辊及矫平辊组成（图e）。轧件通过矫直机时，由张力辊形成的张力与由弯曲辊形成的弯曲应力相叠加，其合应力使带材形成一定的塑性延伸并经过矫平辊获得矫平。此种形式的矫直比连续拉伸矫直所消耗的能量少，且矫直质量好，一般用于连续作业线上，用于矫直包括高强度带材在内的各种金属材料；也可用在酸洗机组上，在酸洗前破鳞和矫直，以提高酸洗速度和除鳞效果。

操作流程

以钛板材为例，它是在板材钳式矫直机上作业的。它的操作要点是：

（1）准备。它先应将需要矫直的钛板在辊式矫直机上矫直，也可以在轧机上给以小压下量轻微轧制，使钛板较为平整。特别是对消除板材横向瓢曲是有利的。将矫直机整理并清洁干净。将钛板组装在该机的夹钳上，并保持钳口夹持一定的余量。

（2）操作。作业时钛板在矫直机前两端要平行，其4个角要成90。。夹持钛板时，要对准中心线，不允许歪斜。运转后如产生纵向波浪时，必须调整矫直机的夹持器的结构，以避免产生波浪。钳式矫直是间隙作业，它是一张钛板矫直完毕后才可矫直第二张。操作时是边矫直边检查，每一张钛板合格后方才停机卸料。

（3）停机。停机后必须清理整洁，应保持夹持器无钛屑、无污垢。并对每块矫直后的钛块复检和进行有针对性的处置，使之变成合格的产品。

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