金属极薄带也称箔材，国内有色金属加工行业通常把铜箔、铝箔厚度上限定为0.1～0.2 mm[1]，而此规格的黑色金属带称为薄带，厚度更小的，如0.02～0.03 mm以下的称为极薄带或超薄带[2]。在此将厚度在0.02 mm以下的极薄金属带材称为箔材[3]，金、银、铝、铜、镍、钼、钽、铌、钛等金属及其合金均可轧制成箔材。目前世界上轧制金属带材的最薄厚度是0.001 mm[4]，以前只能用蒸镀或者叠轧方法少量制取，多辊轧机的诞生使得多辊轧机轧制成为金属箔材的主要加工手段，尤其是以高精度著称的森吉米尔20辊轧机应用最为广泛。近年来，随着科学技术与现代工业的迅速发展，电子电力、航空航天、核工业、国防工业等军工行业和冶金、化工、机械等民用市场对高精度稀有金属箔材的需求不断增长，更是对箔材的尺寸及公差精度提出了越来越高的要求。为了进一步满足我国军工行业和民品市场对稀有金属精密箔材需求，填补我国在0.005 mm以下箔材生产的空白，逐渐解决高精度箔材的进口依赖问题，并促进我国森吉米尔20辊轧机设计制造水平的发展，西北有色金属研究院（以下简称西北院）于2012年引进了由加拿大WF公司设计制造的森吉米尔20辊精密箔材轧机，以下简称精密箔材轧机。本文对该设备的国内外发展现状、应用前景及结构特点进行了介绍和分析，为国内轧机设计与制造和箔材产品应用等技术人员提供参考。
1 国内外20辊轧机的发展现状
带箔材轧制的最小厚度与工作辊直径和弹性模量、变形抗力和平均张应力有关[5]。带钢的变形抗力取决于其机械性能，轧辊的弹性模量受到轧辊的材料限制，采用较大的轧制张力有利于减小带钢厚度，但过大的轧制张力容易引起断带，因此，减小轧辊直径轧制更薄的带材是一个很好的途径。虽然减小工作辊直径可以减小轧制力和轧制力矩，轧出更薄的带材来，但是工作辊的扭转强度和水平刚度都受到限制，因此就出现了支撑辊数大于2的多辊轧机，于是20辊轧机也就因运而生。
1932年，波兰工程师森吉米尔（Sendzimir）发明了轧机机架为整体结构的多辊冷轧机。1939年在美国申请了该轧机的专利权，并成立了森吉米尔公司。1945年制造出了第一台20辊轧机（ZR9-19.5）。至1958年专利到期前，由森基米尔公司设计、WF公司制造的各种型号的森基米尔轧机共91台，其中20辊轧机58台。从1958年开始，森吉米尔先生与日本、法国、德国等国家合作生产森吉米尔冷轧机[6-7]。由于森吉米尔20辊轧机能够生产厚度公差精度范围很窄的箔材，所以，目前已成为全球普遍应用的高精度箔材的主要加工手段。
我国于1958年开始研究多辊轧机，最早由北京钢铁学院研制了一台100 mm的20辊轧机，1960年初制造安装。1963年本溪技工学校制造了两台130 mm的20辊轧机。1966年到1970年，西安重型机械研究所完成了700 mm、280 mm和1 200 mm 20辊轧机设计。1978年，北京有色金属冶金设备设计研究总院完成了我国第一台Φ6.5 mm×130 mm的精密合金极薄带20辊冷轧机的研制，是我国第一台能够轧制极薄带的冷轧机，实际轧出的板厚2.6 μm[3]。2005年中冶集团设备总院研制的一台多辊轧机顺利轧制出0.00143 mm×40 mm的钛箔和0.00209 mm×35 mm的铜箔。
目前，国际知名的森吉米尔轧机设计制造厂家主要有美国Tenova I2S公司、加拿大WF公司、法国DMS公司、日本神户制钢所、日本日立公司、德国西马克公司、意大利达涅利公司等，由它们设计制作的森吉米尔20辊轧机遍布全球，尤其是在黑色和有色金属高精度带材轧制中占有绝对优势。国内20辊轧机的设计制造厂家主要有中国重型机械研究院及一些高校和大型钢铁厂，郑州拓扑有限公司、北京赛瑞福有限公司、北京斯蒂尔罗林有限公司等也涉及部分20辊轧机的设计制造。但是，不论在设计方面还是制造能力方面我国都跟世界一流水平存在较大差距，尤其是用于轧制微米级金属箔材的高精度森吉米尔20辊轧机国内尚不具备设计制造能力。
2 精密箔材轧机的应用前景
20辊森吉米尔轧机是一种多辊轧机。凭借它在轧制薄带和极薄带材方面的独特优势，在全世界得到迅速发展，目前世界上运行的这种轧机有四百多台[8]。它可用来轧制优质碳钢、合金钢、不锈钢、有色金属及非金属材料，尤其广泛用于不锈钢带材、精密合金带箔材和有色金属箔材的轧制。
目前，金属极薄带材轧制技术以欧美和日本发展最为先进。据文献介绍[8-9]，美国在轧制宽度为120 mm的硅钢时，最小厚度可达0.002 mm；日本轧制宽度为200 mm的不锈钢时，最小厚度为0.01 mm，轧制有色金属时，最薄可达0.0018 mm，均处于国际领先水平。 上一篇：石墨仪消解法测定土壤中种金属的方法探讨 下一篇：没有了