工艺润滑和冷却是冷轧带钢生产的主要特点之一,它是冷轧带钢生产的关键技术,在轧制过程中有十分重要的作用。它不仅可以提高产品的表面质量、控制板形、降低轧制过程的力能参数和延长轧辊寿命等,而且还是轧机能否实现高速连轧和生产极限规格产品的关键。表面形貌反映了轧件表面信息,同时对冷连轧过程中的摩擦、润滑性能有重要的影响。在冷连轧过程中,随着润滑剂理化性能以及轧件性能、几何结构或者表面形貌的轻微改变,都有可能在轧辊-轧件界面之间产生不同的润滑状态。因此本研究在总结国内外冷轧润滑相关理论的基础之上,通过理论分析与实验相结合,考虑表面粗糙度和方向因子对润滑过程的影响,基于平均流动模型和微凸体扁平化理论建立了新的混合润滑数学模型,为冷轧润滑理论研究以及轧件表面质量的控制提供理论基础。本文的主要研究内容包括:（1）在总结国内外冷轧润滑相关理论的基础之上,建立了新的混合润滑数学模型。模型考虑了润滑剂的黏温黏压效应以及轧件表面形貌对润滑状态的影响;考虑了带钢屈服应力随应变的变化关系,通过对低碳钢Q235钢室温拉伸试验,确定了带钢的变形抗力模型,提高了混合润滑模型的计算精度。（2）基于轧制界面三维表面形貌的平均流动雷诺方程,推导了考虑轧制界面表面形貌和润滑剂黏温黏压效应的入口区油膜厚度模型以及入口区长度模型。通过数值分析研究了轧件表面形貌（表面方向因子、粗糙度）和轧制工艺参数（压下率、轧制速度）对入口区油膜厚度和入口区长度的影响规律。（3）基于建立的包含表面形貌的轧制变形区混合润滑数学模型,采用数值计算分析了轧件表面形貌（表面方向因子、表面粗糙度）和轧制工艺参数（压下率、轧制速度、黏度）对变形区混合润滑性能的影响,主要包括总压力、流体压力、油膜厚度、真实接触面积以及切应力。此外,在模型求解过程中可以通过计算积分常数来获取变形区润滑剂的平均体积流量,从而为界面接触状态的变化提供佐证。（4）在实验室进行了冷轧润滑实验。探索了轧件表面粗糙度、油膜厚度以及轧制力随轧件表面方向因子和润滑条件的变化规律;并建立了摩擦系数与油膜厚度的关系模型。