金属轧制工：压力加工工艺与生产管理的专业人才

职业定义

金属压延工是从事金属材料（铜、铝、钛、贵金属、钢材）压力加工（压延、拉拔、锻造、挤压）工艺、质量检验与生产管理的人员。

职位描述

岗位内容包括：操作轧辊、翻转、拉动、移位和提升设备、装置或工具，将金属锭、钢坯翻转、送入轧机；利用工具或液压装置调整轧辊的压下量，控制孔形；操作轧机等设备将金属锭、钢坯轧制成管、板、线、型材等坯料和金属材料；操作轧制工艺线上的剪切机、锯床，按定尺切断金属材料、钢坯及其头尾；处理轧机废料，抽取样品；按工艺要求制作轧机的导板、护板、孔形模板；组装整体更换的轧辊，装备和管理轧辊；更换轧机的导板、护板、轧辊、轴和连接装置；处理故障，维护设备。

该职业需要具备一定的金属材料和机械制造知识，有较强的动手能力和学习能力，能准确理解和执行工艺技术文件，有解决现场突发问题的能力。

主要任务包括

1.操作辊道、翻转、牵引、移位和提升设备、装置或工具，将金属锭和钢坯转动、移位、翻转并送入轧机；

2、利用工具或液压装置调整辊压大小，控制孔型；

3、操作轧机等设备将金属锭、钢坯轧制成管、板、线材、型材等坯料和金属材料；

4、操作轧制工艺线上的剪床、锯床，按规定的长度切断金属材料、毛坯及其头尾；

5. 工厂废料的处理和取样；

6、按工艺要求制作轧机的导板、护板、孔形模板；

7、将更换下来的滚筒进行整体组装，并对滚筒进行装备和管理；

8、更换轧机的导板、护板、辊、轴及连接装置等；

9、处理故障、维护设备。

发展前景

就业前景十分乐观，我国特别是科研院所特种金属材料发展所需的高级工程师、高级技师还严重短缺，主要可在机械化工、能源环境、电子信息、冶金矿业、电力动力、国防建设等领域从事金属材料设计制造、材料表面改性以及金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料、功能材料等研究工作，也可在高等院校从事科研、教学等工作。

附加信息

轧制：将金属坯料通过一对旋转辊（各种形状）之间的间隙的压力加工方法。由于辊的压缩，材料的横截面积减小，长度增加。这是钢材最常用的生产方法，主要用于生产型材、板材和管材。

轧制方法按轧件运动方式分为纵轧、横轧和斜轧。

纵轧过程是金属通过两个反向旋转的轧辊之间并发生塑性变形的过程。

横轧：工件变形后的运动方向与辊轴方向一致。

斜轧：工件按螺旋运动，工件与辊筒轴线之间没有特殊角度。

金属滚轮的优点和缺点

1.优点

它能破坏钢锭的铸造组织，细化钢材的晶粒，消除组织的缺陷，从而使钢材组织致密，提高力学性能。这种改善主要体现在轧制方向上，使钢材在一定程度上不再是各向同性的；浇注时形成的气泡、裂纹、疏松等，在高温高压作用下也能被焊合。

2.缺点

1、轧制后，钢材内部的非金属夹杂物（主要是硫化物和氧化物，还有硅酸盐）被压成薄片，产生分层（夹层）现象。分层使钢材沿厚度方向的拉伸性能大大恶化，焊缝收缩时可能产生层间撕裂。焊缝收缩引起的局部应变往往达到屈服点应变的几倍，远大于载荷引起的应变。

2、冷却不均匀引起的残余应力。残余应力是在没有外力作用下，内部自平衡的应力。各种截面的热轧钢材均有此种残余应力。一般钢材截面尺寸越大，残余应力越大。残余应力虽然是自平衡的，但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响的。如对变形、稳定性、抗疲劳性能等可能产生不利影响。

3、热轧钢材的厚度、边宽控制比较困难。热胀冷缩我们都熟悉，即使热轧开始时长度、厚度符合标准，冷却后还是会有一定的负差，边宽越宽、厚度越厚，这种负差越明显。所以对于大规格钢材，钢材的边宽、厚度、长度、角度、边线不能太精确。

申请条件

1. 申请初级金工（满足以下条件之一）

1. 完成规定学时的正规初级金工职业培训。

2、曾担任金工学徒2年以上。

3.金工学徒期已结束。

2.报考中级金属工（满足以下条件之一）

1.取得初级金工证书后，连续从事金工职业一年以上，并接受规定时长的正规中级金工职业培训。

2.取得初级金工职业资格证书后，连续从事金工职业2年以上。

3.从事金工工作6年以上。

4.取得中专以上学历，培养中级技能型的金工专业，经劳动和社会保障部门审核同意。

3.报考高级金工（满足以下条件之一）

1.取得中级金属工证书后，必须从事金属加工工作2年以上，并接受过规定时数的金属加工高级正规培训。

2.取得中级金工专业证书后，从事金工专业工作3年以上。

3、具有本专业或相关专业大专以上学历，取得金工中级资格证书，从事金工工作2年以上。

热轧是一种金属加工工艺，是相对于冷轧而言的。冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧是在再结晶温度以上进行的轧制。简单地说，就是将一块钢坯加热后经过多次轧制，然后切边、矫正成钢板。这就叫热轧。

可明显降低能耗，降低成本。热轧时金属塑性大，变形抗力小，降低了金属变形能耗。热轧可改善金属及合金的加工性能，即能破碎铸态下的粗大晶粒，明显愈合裂纹，减少或消除铸造缺陷，使铸造组织转变为变形组织，改善合金的加工性能。

本期小编主要给大家介绍热轧的概念、特点、生产工艺流程及用途：

概念特色

热轧是指在金属再结晶温度以上进行的轧制。再结晶是当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的纤维组织中生成新的无应变晶粒（再结晶核心）。新晶粒继续长大，直至原有变形组织完全消失，金属或合金的性能也发生显著变化。这个过程称为再结晶。

新晶粒开始形成的温度称为开始再结晶温度，组织完全被新晶粒占据的温度称为最终再结晶温度。通常我们所说的再结晶温度是开始再结晶温度和最终再结晶温度的算术平均值。一般再结晶温度主要受合金成分、变形程度、原始晶粒尺寸、退火温度等因素的影响。

以上就是理论上简单的热轧原理，在我们铝加工行业实际生产中，主要体现在当铸锭在加热炉中加热到一定温度，也就是再结晶温度以上时，进行轧制，这个温度的确定主要依据铝合金的相图。

也就是说在理想情况下，以多元相图中合金固相线80%的温度为基准来确定加热温度，这就涉及到不同合金的多元素相图的问题，以合金固相线80%的温度为基准来确定加热温度，在系统实施过程中，根据实际生产情况和设备运行情况，修改适合该合金生产的温度。

热轧特性

其能耗低，塑性加工性好，变形抗力小，无明显的加工硬化，易于轧制，降低了金属变形所需的能耗。

热轧通常采用大铸锭、大压下量轧制，生产节奏快，产量大，为规模化生产创造了条件。

通过热轧将铸造组织转变为加工组织，通过组织的转变，材料的塑性得到很大的提高。

轧制方式的特点决定了轧制板材的性能具有各向异性，首先，在材料的纵向、横向及高向存在明显的性能差异；其次，存在变形织构和再结晶织构，在冲压性能上存在明显的方向性。

生产过程

热轧方式很多，但最常见的是纵轧，即沿钢锭长度方向轧制的方式。轧制过程主要是轧辊、工件和乳化液三者相互作用的过程。此外还有辊缝外的立辊边轧制、卷取张力控制等。

影响滚动的因素

01

参数

影响这一因素的主要参数是辊型和表面粗糙度。这两个参数的制定只能根据实际经验和轧机的生产工艺要求来确定。例如热轧机辊面粗糙度的选择既要有利于轧制时咬合、防止打滑，又要防止粗糙的辊面影响产品的表面质量。

02

热轧温度

该热轧温度包括开轧温度和终轧温度，开轧温度主要根据合金相图中的80%左右固相线温度来确定，而终轧温度则根据合金的塑性图来确定，一般要求控制在合金的再结晶温度以上。

03

轧制速度

一般来说，为提高生产效率，保证合理的终轧温度，在设备允许的范围内，应尽可能采用高速轧制。实际生产中，应根据不同的轧制阶段，如初轧阶段、压平阶段、卷取阶段等，确定不同的轧制速度，不同的阶段可采用不同的轧制速度。

04

热轧压下系统

热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定，其中热轧总加工率的确定原则为：

a)合金材料性质，如纯铝，其高温塑性范围较宽，热轧脆性较小，变形抗力较小，因此总加工速率较大。而硬铝合金热轧温度范围较窄，热脆倾向较大，其总加工速率通常比软铝合金小。

b)满足产品表面质量及性能的要求，例如对于冷轧毛坯，总的热轧加工率应留有足够的冷变形量，以利于控制产品性能和获得良好的冷轧表面质量。

c)轧机能力及设备条件。轧机工作开度与轧制厚度之差越大，锭子越厚，总的热轧加工率越大。但锭子厚度受轧机开度和轧辊长度的限制。

热轧道次加工率

确定原则

道次加工率的确定应综合考虑合金的高温性能、咬口情况、产品质量要求及设备能力等因素。确定不同轧制阶段道次加工率的原则为：

a)在轧制开始时，道次加工率比较小，一般为2%-10%，因为前几道次主要是将铸造组织转变为加工组织，以满足咬合条件。

b)在中轧阶段，随着金属加工性能的提高，在设备条件允许的情况下，应尽可能增大每道次的变形量。对于硬铝合金加工率可达45%以上，对于软铝合金可达50%。用大的压下量轧制，会产生大量的变形热，可以弥补带钢在轧制过程中的热量损失，有利于维持正常的轧制。

c)在终轧阶段，一般要降低各道次的加工率。为防止热轧产品产生粗晶粒，最后一道热轧道次的加工率应大于临界变形量(15%-20%)。最后两道热轧道次温度低，变形抗力大。压下量分配应保持带钢良好的板形、厚度偏差和表面质量。

常见的轧机类型

双辊研磨机

这是最简单、应用最广泛的轧机类型，由两个水平放置的轧辊组成。它适用于小规模操作和金属材料的初始减薄。

四辊轧机

采用二支大直径工作辊及二支小直径支撑辊结构，此结构可提供较高的刚性及精度，适合较薄材料及高精度用途。

六辊轧机

它结合了四辊轧机的特点，并增加了更多的支撑辊，增强了整体结构的刚性，主要应用于高精度产品的制造工序。

多辊研磨机

例如十二辊轧机和二十辊轧机，它们用于特定的应用，例如非常薄的箔或需要极高平整度的材料。

金属轧制工艺参数控制

在金属轧制过程中，参数控制是保证产品质量、提高生产效率的关键因素。以下概述几种主要的轧制参数及其控制方法：

轧制速度

轧制速度直接影响生产效率和产品质量，速度过高可能引起材料内部组织结构的变化，影响产品的力学性能；速度过低则会降低生产效率。

轧制速度根据金属材料的性质、厚度及最终产品的要求进行调整，例如对于容易产生裂纹的材料，应选择较低的轧制速度，以减少缺陷。

轧制温度

轧制温度对材料的变形能力、力学性能和表面质量有重要影响，适宜的温度可以提高材料的塑性，减少裂纹和缺陷的产生。

控制加热和冷却过程，确保材料在整个轧制过程中保持适当的温度。对于热轧，通常需要较高的温度来提高材料的塑性；而对于冷轧，则需要较低的温度来保持材料的强度。

捲取壓力

轧制压力决定了金属材料的变形程度，压力不适当可能造成材料变形不均匀，甚至产生裂纹。

根据材料的硬度、厚度选择合适的滚压压力，采用力传感器及反馈控制系统实时监控、调整滚压压力，保证材料变形均匀一致。

轧制道次和压下量

滚压道次和每道次的压下量直接影响最终产品的尺寸精度和表面质量。多道次、小压下量通常可获得较好的表面质量，但可能会降低生产效率。

通过试验优化轧制策略，确定最佳道次数和压下量分配，实现高效生产和优质产出的双重目标。

这些参数的控制不仅依赖于现代自动化设备和精确的传感技术，还需要操作人员根据实际生产情况进行调整。通过精确控制这些参数，可以显著提高金属轧制过程的效率和产品质量，以满足不同工业应用的严格要求。

轧制质量控制

金属轧制工艺的质量控制是确保产品符合技术规格和客户需求的关键步骤。主要的质量控制方法如下：

表面质量检测

划痕、氧化皮、皱纹等表面缺陷通常是由于轧辊表面质量差或轧制润滑剂不合适造成的。

采用目视检查和无损检测技术，如涡流检测和红外检测，来评估和确保材料表面的质量。

尺寸精度检测

尺寸精度包括厚度、宽度、直线度等参数，它的控制对于产品的后续加工至关重要。

采用测厚仪、激光测宽仪、平整度检测仪等高精度仪器进行在线监测和控制，确保产品尺寸符合标准。

机械性能测试

力学性能（如拉伸强度、屈服强度、伸长率等）直接影响材料的性能。

定期通过拉伸试验、硬度试验等方法检测材料的机械性能，确保满足工程和设计要求。

金相组织检查

金相组织决定金属材料的微观结构和宏观性能，如晶粒大小、相组成等。

金相分析是利用光学显微镜或电子显微镜进行，评价材料的组织结构和热处理效果。