[0001] 本发明涉及金属板/带材表面强化技术领域，尤其涉及一种金属板/带材表面强化方法、一种金属板/带材表面强化装置、一种计算机可读存储介质、一种控制装置。

[0002] 剧烈塑性变形方法(等通道转角挤压、高压扭转、搅拌摩擦加工、反复折弯矫直等)作为细化金属材料显微组织、提高材料强度的有效手段，已得到学术界的广泛认可。然而，剧烈塑性变形方法对设备要求高、制备的试样尺寸小，难以实现工业化应用。

[0003] 反复折弯作为一种适用于板带材的表面强化剧烈塑性变形方法，可以解决试样尺寸小的问题，但需大量重复性变形过程。加工周期长，不适用于连续生产过程。虽然制备的材料性能优异，但变形位置相对集中，导致板带材长度方向上力学性能不均匀、且不连续。另外，经过反复折弯的金属板带材由于金属的不均匀流动会使材料厚度产生明显的局部减薄。加工后的板带材厚度明显偏离原本尺寸，且平整性差、厚度波动大，无法用于后续生产制造过程。

[0042] 为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0043] 第一方面，如图1所示，本申请提供了一种金属板/带材表面强化方法，上述方法包括：

[0044] S100：选取待强化板/带材，获取上述待强化板/带材的参数；

[0045] 在S100步骤中，上述待强化板/带材的参数包括：上述待强化板/带材的厚度数据。

[0046] S200：将上述参数输入至目标公式，以得到变形参数；

[0047] 在S200步骤中，上述目标公式为：N道次等效应变为： 其中，其中，d为圆辊直径；N为辊数；δ为板/带材厚度；α为相邻辊重叠度。

[0048] 示例性的，如图2所示，根据几何相似性 可求解得到：因此，实际弯曲变形角度为
弯曲变形过程中，任一小单元切向应变可
表示为： 其中rp为曲率中心到任一小单元的距离，r0为曲率中心到板/带材弯
曲中性面的距离，即 以应变累积量最高的板/带材表面为基准，则
则单道次板/带材累积的应变为 因此，单
道次等效应变为 N道次等效应变
即公式(1)；

[0049] 其中，La为相邻辊圆心垂直距离；Lb为相邻辊圆心水平距离，α角度值越大，表明单道次变形经过的变形区域越长，累积的应变量越高；板/带材厚度δ越大，表面累积的应变量越高；弯曲辊200辊径d越小，板/带材累积的应变量越高；应变量累积越多，金属材料组织细化越显著，综合性能的提升效果越好。

[0050] S300：根据上述变形参数安装弯曲辊200，以调整上述弯曲辊200的相对位置；

[0051] 在S40步骤中，上述弯曲辊200的相对位置为：至少两个上述弯曲辊200安装于装置主体100上的相对位置。

[0052] S400：将上述待强化板/带材安装于上述弯曲辊200，并启动卷取机，以使上述卷曲机300以预设速度进行上述待强化板/带材卷曲；

[0053] 在S400步骤中，将上述待强化板/带材安装于上述弯曲辊200的步骤包括：上述待强化板/带材依次绕过相邻的上述弯曲辊200，且相邻的上述弯曲辊200的缠绕方向相反。

[0054] S500：当上述待强化板/带材完成一个周期卷曲工作后，进行收料。

[0055] 示例性的，根据选择的待强化板/带材及所需的强化效果确定材料表层需要引入的应变量，设计合理的辊颈、辊数及相邻辊间的相对位置；

[0056] 安装弯曲辊200，调整弯曲辊200的相对位置；

[0057] 将304不锈钢带一端由钢卷中拉出，经过牵引辊进入后逐一绕过弯曲辊200，钢带绕过所有弯曲辊200后经由矫平辊400拉出，固定于卷取机300上；

[0058] 固定牵引辊500，逐渐收紧卷取机300，通过预设的传感器确认钢带张力；在牵引辊500前端钢带10cm处做标记；

[0059] 解除牵引辊固定500，启动卷取机300，以一定速度卷取钢带，调整牵引辊500松紧度以保持传感器张力稳定；

[0060] 强化处理结束后，关停卷取机300，固定矫平辊400，在矫平辊400后端钢带10cm处将钢带截断，收取的强化钢带经退火处理后待用。

[0061] 实施例1：在弯曲辊200的直径200mm条件下，经过20辊连续弯曲/矫直配合简单退火过程，1mm厚度的304不锈钢板材屈服强度从248MPa提高到305MPa，表面硬度由212Hv提高到285Hv；

[0062] 实施例2：在弯曲辊200的直径200mm条件下，经过20辊连续弯曲/矫直配合简单退火过程，0.5mm厚度TA34钛合金带材屈服强度从645MPa提高到772MPa，两种材料表面强度明显提升的同时，塑性变形能力并未发生明显变化，不影响后续制造过程。

[0063] 本技术方案中，弯曲辊200为圆辊，通过采用圆辊使板带材发生纯弯曲变形，代替折弯的方式，在纯弯曲变形过程中，靠近圆辊的一侧发生压缩变形，远离圆辊一侧发生拉伸变形，变形过程中金属流动方向沿板材长度方向，且程度较弱，对板带材厚度几乎不产生影响，利用圆辊产生的纯弯曲变形比较均匀，制备的板带材性能均一稳定，不影响后续使用，采用多辊成组的方式有利于弯曲/矫直过程的重复性和连续性，适用于工业化生产过程，另外，纯弯曲变形过程的应力应变分析相对简单，通过不同直径圆辊的更换以及弯曲辊数量的增减，可以精确控制应变量的引入，从而控制板带材表面强化的效果。

[0064] 第二方面，如图3所示，本申请提供了一种金属板/带材表面强化装置，实现如上述第一方面技术方案的金属板/带材表面强化方法，包括：装置主体100；至少两个弯曲辊200，上述弯曲辊200转动安装于上述装置主体100，上述弯曲辊200可拆卸安装于上述装置主体；卷曲机300，上述卷曲机300对称设置于上述装置主体100的两侧，用于卷曲板/带材。

[0065] 在该技术方案中，金属板/带材表面强化装置包括装置主体100、弯曲辊200和卷曲机300，其中，卷曲机300对称设置于装置主体100的两侧，弯曲辊200可拆卸安装于装置主体100上，通过变形参数进行安装弯曲辊200，以得到针对性的弯曲辊200的安装位置，安装于装置主体100上的弯曲辊200转动工作。

[0066] 如图3所示，在一些示例中，金属板/带材表面强化装置还包括：至少两个矫平辊组400，至少两个上述矫平辊组400转动安装于上述装置主体100，且上述弯曲辊200转动安装于至少两个上述矫平辊组400中间。

[0067] 第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如上述第一方面中任一技术方案的金属板/带材表面强化方法。

[0068] 本申请实施例提供的计算机可读存储介质因实现了上述技术方案的金属板/带材表面强化方法，因此该计算机可读存储介质具备上述技术方案的金属板/带材表面强化方法的全部有益效果。

[0069] 本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质可以是CD‑ROM，U盘，移动硬盘等中，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行本申请各个实施场景上述的方法。

[0070] 第四方面，本申请提供了一种控制装置，包括：存储器，存储有计算机程序；处理器，执行上述计算机程序；其中，上述处理器在执行上述计算机程序时，实现如上述第一方面中任一技术方案的金属板/带材表面强化方法。

[0071] 本申请实施例提供的控制装置因实现了上述技术方案的金属板/带材表面强化方法，因此该控制装置具备上述技术方案的金属板/带材表面强化方法的全部有益效果。

[0072] 在一些示例中，该控制装置还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频Radio Frequency，RF电路，传感器、音频电路、WI‑FI模块等等。用户接口可以包括显示屏Display、输入单元比如键盘Keyboard等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口如WI‑FI接口等。

[0073] 在示例性实施例中，控制装置还可以包括、输入输出接口和显示设备，其中，各个功能单元之间可以通过总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，处理器，用于执行存储器上所存放的程序，执行上述实施例中的方法。

[0074] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0075] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0076] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

[0077] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0078] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。