本發明涉及變厚板生產技術領域，具體涉及一種冷軋變厚板材的軋制方法。
背景技術：
為了實現汽車輕量化的目標，目前汽車行業正在推廣使用一種通過軋制得到的厚度連續變化的帶材——變厚板(
現有的變厚度軋制方法是采用一道次變厚軋制至目標形狀，對于厚區與薄區厚差為50％的帶材，薄區的單道次壓下率必然＞50％。變厚軋制如圖1所示。
根據金屬體積不可壓縮的原理，在軋制過程帶材會受到壓應力和拉應力，形成內應力場。當壓應力達到某一臨界值時，受壓應力的地方便發生屈曲失穩，帶鋼外觀顯示出波浪形；當壓應力沒有達到引起帶鋼翹曲的臨界值時，帶鋼浪形沒有顯現，但內應力的存在使帶鋼會以另一種形式發生形變。因此，對于單道次≥50％的壓下率，軋后帶材往往會出現板形不良的情況。
單道次大壓下還會破壞乳化液在帶材表面形成的油膜，破壞帶材的表面質量。除了板形與表面問題，還有材料性能的問題——為了盡量避免帶材的板形與表面質量缺陷，將選取厚度與厚區厚度較為接近的來料，這將導致厚區的壓下量沒有達到臨界變形量，會導致厚區沒有再結晶，進而導致材料性能的不穩定。
專利201310315449.2提出將變厚板軋制分成兩個道次進行，采用的是通過第一道次實現了大部分的壓下，而在第二道次采用恒壓力軋制。這種方法，在軋制開始需要進行壓下分配計算，必須有準確的材料變形抗力模型，才能保證第二道次采用恒軋制力也能軋出滿足設定要求的帶材。這種方法在第一道次軋制時，薄區的單道次壓下量可能還是會很大，不利于保證板形和表面質量。
專利de102005031461a1提出兩道次生產變厚度板的方法。是在第一道次采用等厚度軋制之后，進行一次低溫退火，之后，再進行第二道次的變厚度軋制，軋后再進行一次高溫退火。這種方法在第二次變厚度軋制的時候，壓下范圍是10～80％，無法避免板形及表面的缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種冷軋變厚度板材的軋制方法，本發明在第一道次先完成一部分的壓下，在后續道次再完成剩余的壓下量，將帶材軋制到目標厚度。通過多個(≥2)道次分擔壓下量，可以保證帶材的板形及表面質量，尤其適用于軋制薄厚相差接近50％的變厚度產品，滿足薄區與厚區的壓下量均達到臨界變形量的要求。用以解決現有的變厚度板材軋制無法保證板形和表面質量的問題。
為實現上述目的，本發明的方案是：一種冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的軋制方法采用多道次軋制，首先在第一道次完成一部分的壓下量，然后在后續道次再完成剩余的壓下量，將帶材軋制到目標輪廓，所述的目標輪廓包括n個等厚段和n-1個過渡段，所述的軋制方法具體包括：
所述的軋制方法采用多道次軋制，首先在第一道次完成一部分的壓下量，然后在后續道次再完成剩余的壓下量，將帶材軋制到目標輪廓，所述的目標輪廓包括n個等厚段和n-1個過渡段，所述的軋制方法具體包括：
(1)設定需要軋制的成品板材的目標輪廓：即n個等厚段的長度和厚度，以及n-1個過渡段的長度；
(2)根據來料的規格、成品板材的目標輪廓以及軋機的能力，確定軋制道次的數目，以及軋制過程中每道次的壓下量；
(3)根據步驟(1)設定的成品板材的目標輪廓，以及步驟(2)確定的每道次的壓下量占總壓下量的比例，得到每個道次的目標板形；
(4)對來料進行各道次的變厚度軋制，即在每個道次按照步驟(3)設定的對應目標板形進行變厚度軋制，直到軋制到最后一個道次，將來料軋制到設定的成品板材的目標輪廓，完成變厚度軋制。
進一步地，根據本發明所述的冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的步驟(3)中，所述每個道次的目標板形即：n個等厚段在每個道次的目標長度和厚度，以及n-1個過渡段在每個道次的目標長度。
進一步地，根據本發明所述的冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的步驟(3)中，各道次n個等厚段的目標長度和厚度為：
第i道次，第j個等厚段的厚度：
第i道次，第j個等厚段的長度：
其中，i＝1，2，……k；
j＝1，2，……，n；
hj_i為第i道次，第j個等厚段的厚度；
lj_i為第i道次，第j個等厚段的長度；
h為來料厚度；
hj為目標輪廓的第j個等厚段的設定厚度；
lj為目標輪廓的第j個等厚段的設定長度；
ri為第i道次壓下量占總壓下量的比例。
進一步地，根據本發明所述的冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的步驟(3)中，各道次n-1個過渡段的目標長度為：
第i道次，第j個過渡段的長度
其中，tj_i為第i道次，第j個過渡段的長度；
tj為目標輪廓的第j個過渡段的設定長度；
hj+1為目標輪廓的第j+1個等厚段的設定厚度；
hj+1_i為第i道次，第j+1個等厚段的厚度。
進一步地，根據本發明所述的冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的步驟(2)中，每道次壓下量占總壓下量的比例設定為：
r1≥r2≥…≥rk，其中，rk表示第k道次壓下量占總壓下量的比例。
進一步地，根據本發明所述的冷軋變厚度板材的軋制方法，所述的步驟(2)中，對軋制道次數目以及各道次壓下量進行設定時，設定原則為：
(1)每道次的壓下量≤50％；
(2)每道次壓下量所需的軋制力＜軋機最大軋制力；
(3)每道次壓下量所需的軋制扭矩＜軋機最大軋制扭矩。
本發明達到的有益效果：本發明的軋制方法通過多道次變厚度軋制的方法生產，避免了壓下量過大導致的板形和表面問題。通過多個道次分擔壓下量，可以保證帶材的板形及表面質量，尤其適用于軋制薄厚相差接近50％的變厚度產品，滿足薄區與厚區的壓下量均達到臨界變形量的要求。
附圖說明
圖1是變厚軋制示意圖；
圖2是本發明軋制過程示意圖；
圖3是成品板材目標輪廓的示意圖；
圖4是采用3道次軋制時，各道次目標板形的示意圖；
圖5～7是采用3道次軋制時，軋制過程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步詳細的說明。
本發明采用多道次變厚度軋制的方法，獲得在軋向具有連續變厚度輪廓的帶材，尤其適用于軋制厚區與薄區高達50％的大厚差的連續變厚度板，可以同時滿足帶材的板形、表面與材料性能要求。
如圖2，本發明的軋制方法具體過程如下：
(1)設定需要軋制的成品板材的目標輪廓：目標輪廓具有n個等厚段和n-1個過渡段，n個等厚段的厚度分別為h1,h2,…,hn、長度為l1,l2,…,ln，且n-1個過渡段的長度分別為t1,t2,…,tn-1。如圖3所示，顯示了成品板材的目標輪廓；
(2)根據來料的規格、成品板材的目標輪廓以及軋機的能力，進行產品質量、軋制穩定性和經濟型的綜合考量，設定進行k道次軋制，并設定軋制過程中每道次的壓下量占總壓下量的比例為ri(i＝1,…,k)，考慮到帶材的加工硬化，壓下量比例一般設計為r1≥r2≥…≥rk。如圖4，來料為等厚板材，厚度為h，軋制道次為3次。
軋制道次以及每道次壓下量的設定原則為：
(1)每道次的壓下量≤50％；
(2)每道次壓下量所需的軋制力＜軋機最大軋制力；
(3)每道次壓下量所需的軋制扭矩＜軋機最大軋制扭矩。
(3)根據(1)設定的成品板材的目標輪廓，以及(2)設定的每道次的壓下量，確定每個道次的目標板形，即確定每道次各等厚段的目標長度和厚度以及各過渡段的目標長度(如圖4所示)，具體計算過程如下：
第i道次，第j個等厚段的厚度hj_i＝h-(h-hj)×ri
第i道次，第j個等厚段的長度
第i道次，第j個過渡段的長度
其中，i＝1，2，……k；
j＝1，2，……，n；
hj_i為第i道次，第j個等厚段的厚度；
lj_i為第i道次，第j個等厚段的長度；
h為來料厚度；
hj為目標輪廓的第j個等厚段的設定厚度；
lj為目標輪廓的第j個等厚段的設定長度；
ri為第i道次壓下量占總壓下量的比例；
tj_i為第i道次，第j個過渡段的長度；
tj為目標輪廓的第j個過渡段的設定長度；
hj+1為目標輪廓的第j+1個等厚段的設定厚度；
hj+1_i為第i道次，第j+1個等厚段的厚度。
(4)對來料進行各道次的變厚度軋制，即在每個道次按照(3)設定的對應目標板形進行變厚度軋制，直到軋制到最后一個道次，將來料軋制到設定的成品板材的目標輪廓，完成變厚度軋制，如圖5～7。
下面以來料厚度為h＝2.6mm的等厚帶材為例，對本發明的軋制方法進行詳細的說明：
本實施例需要軋制的成品板材的目標輪廓如下：
目標輪廓具有3個等厚段和2個過渡段，3個等厚段的厚度分別為1.8mm/0.9mm/1.8mm、3個等厚段長度分別為258mm/416mm/258mm，2個過渡段的長度分別為98mm/98mm。
在綜合考量后，設定進行3道次軋制，每個道次的壓下量占總壓下量的比例分別為
(1)第1道次：
各等厚段的厚度為
各等厚段的長度為
各過渡段的長度為
(2)第2道次：
各等厚段的厚度為
各等厚段的長度為
各過渡段的長度為
(3)第3道次：
第3道次的設定值就是板材成品的目標輪廓設定值，即：
h1＝1.8mm，h2＝0.9mm，h3＝1.8mm
l1＝258mm，l2＝416mm，l3＝258mm
t1＝98mm，t2＝98mm
在設定計算完成之后，即可相繼進行第一、第二、第三道次的變厚度軋制。
按照本發明的軋制方式，即可滿足厚區的壓下量超過30％的臨界變形量，使材料性能穩定；通過多道次變厚度的方法生產，避免了壓下量過大導致的板形和表面問題。