一种镁合金薄板成卷整体热处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种镁合金薄板成卷整体热处理装置及方法，该方法包括以下步骤：1）将镁合金坯料在张力条件下轧制成厚度小于1.0mm的板卷；2）将紧卷镁合金板卷在散卷机上散卷；3）将散卷状态的镁合金薄板与托盘一起放入热处理炉内进行常规热处理或快速升温或快速冷却的处理；4）处理好的散卷镁合金重新卷成镁合金板卷。本发明专利技术可对散卷镁合金卷板进行各种的急冷急热处理或其它形式的热处理，并能提高整卷镁带性能及均匀性，减少热处理时间，节约能源，避免热处理急冷急热过程中产生的温度应力。

A kind of integral heat treatment device and method for rolling magnesium alloy sheet

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金薄板成卷整体热处理装置及方法
本专利技术涉及镁合金板带热处理
，尤其涉及一种镁合金薄板成卷整体热处理装置及方法。
技术介绍
镁合金是实际工程应用中密度最低的金属，且具有比强度高、切削加工性能好、阻尼能力强、电磁屏蔽性强等优良性能，它的应用范围越来越广，在汽车、电子和医疗卫生方面得到广泛应用。但镁合金晶体结构为密排六方结构，室温变形时只有单一滑移系，塑性差，通常需要加热一定温度对其塑性加工，加工后会产生加工硬化、织构、孪晶等，造成强度上升塑性下降。因此塑性加工后的镁合金板带需要进行热处理对其性能进行调控，以提高镁合金的塑性成形能力，扩展其应用范围。轧制后的金属板带一般采用连续退火或罩式退火方式对材料的组织性能进行调控。连续退火需要较长的隧道炉，效率高，材料的均匀性好，但连续退火炉占用空间大，退火时间短，升温降温速度快，不适用于深冲用的材料。罩式退火是把带卷放入退火炉中进行热处理。如果带卷层数较多厚度较大，其在处理过程中传热速度慢，需要较长的均温时间，且内外层的温度变化不一致，导致处理效率低，能耗大，但热处理时间和温度相对灵活，材料的深冲性能好。另外在一些特殊热处理过程中，例如深冷处理时，如果需要将成卷的材料放入液氮中，需要控制温降速度，不能直接把成卷的金属直接放入到液氮液面以下，否则带卷的外层金属遇冷后收缩，而内层金属还没有开始温降，则外层金属的收缩会受到内层金属的阻碍而产生较大的温度应力。镁合金热膨胀系数大，大块厚料在温度应力的作用下容易造成破坏，所以目前镁合金的深冷处理一般都是针对块状镁合金板材或单件铸态镁合金。例如中国专利技术专利[201610429085.4]公开了一种镁合金铸锭变温均匀化退火等温冷却处理方法，包括如下步骤：将镁合金以10-20℃/min的速度升温至410-440℃，在410-440℃下保温20-30小时，然后以40-50℃/min的速度降温至120-170℃，并在120-170℃下保温4-10小时。其专利技术所述的退火方式为罩式退火，且材料为铸态镁合金，加热时间长，效率低，能耗大。另外对于厚重的坯料在热处理时的升温和降温速度不能很快，且内外温差大，易产生温度应力。中国专利技术专利[201910182995.0]公开了一种卷尺用高精度超宽50钢冷轧钢带及其生产方法，它包括以下步骤完成：钢热轧钢带；酸洗切边；一次冷轧；一次退火；二次冷轧；松卷；二次退火；平整；涂油入库等。为了避免在钢卷在运输和吊装中散落，松卷采用四段阶梯张力进行松卷，第一阶段张力为20～23kN、第二阶段张力为15～17kN、第三阶段张力为11～13kN、第四阶段张力为7～9kN。张力松卷可减少在热处理时金属层间的粘连问题，但各层金属之间还是贴紧着的，整卷钢材达到热处理温度的传热时间较长。为了获得良好的力学性能，轧制态镁合金板带有时需要进行高温快速热处理或急冷深冷处理，利用热冲击改善板材织构；另外为了防止因加热时间过长而造成的晶粒长大，和带卷内外层金属再结晶时间不同造成的性能不均，开发一种工艺简单且能综合连续退火和罩式退火方式优点，能高质、高效、节能地完成各种热处理，特别是满足成卷进行急冷急热处理要求的方法尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种镁合金薄板成卷整体热处理装置及方法，克服现有技术的不足，针对薄规格变形镁合金板卷可实现效果均匀的急冷急热快速热处理，利用热冲击改善板材织构，防止因加热时间过长而造成的晶粒长大，和带卷内外层金属再结晶时间不同造成的性能不均问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：技术方案之一：一种镁合金薄板成卷整体热处理装置，包括散卷机、加热炉和液氮槽，三者之间通过吊车工艺连接，散卷机包括托盘、旋转底盘、电机和膨胀轴，膨胀轴垂直居中设置于托盘内，膨胀轴底部连接旋转底盘，旋转底盘下连接有电机，膨胀轴外径与镁合金板卷内径的套筒相匹配，托盘侧壁上设有用于固定板带头的插槽，插槽宽3-6mm。所述膨胀轴为机械式或气胀式结构，外径变化量为5-50mm。所述加热炉为室状炉、井式炉或罩式炉。所述机械式膨胀轴结构包括固定轴、移动轴、移动套、胀瓦和连杆，固定轴与旋转底盘相连接，移动轴与固定轴顶部通过螺纹相连接，移动轴和固定轴的外侧设有移动套，移动套与固定轴之间设有滑键，移动套的外部与胀瓦之间通过连杆相连接，移动套端部设有端盖，移动轴顶部穿过端盖与锁紧螺母相连接。技术方案之二：一种镁合金薄板成卷整体热处理方法，将镁合金板带卷在进行散卷操作后整体进入加热炉或液氮槽中热处理，具体包含以下步骤：1）套筒上卷，将镁合金板坯在温轧机中轧制到1mm厚以下的板卷带，并在卷取机的套筒上张力收卷，得紧卷状态的镁合金板带卷，带卷内径200-600mm，外径300-1500mm；2）散卷，将紧卷状态的镁合金板带卷及套筒一起套在散卷机上的膨胀轴上，板带卷置于旋转底盘上，调节膨胀轴外径向外胀出，套筒与膨胀轴箍紧；把板带卷外部带头固定在托盘侧壁上，启动减速机，使带卷按卷取反方向旋转，直到所有板带都被散开，使每层板带之间保持0.1-25mm的间隙；3）热处理，将散卷的板带卷和托盘一同整体放入室状炉、罩式炉、井式炉或液氮罐中进行热处理，所述热处理包括固溶、时效、深冷淬火或热冲击方式中的任一种或任两种以上组合。所述固溶处理是指在300℃~550℃下保温60~600分钟。所述时效处理是指在加热炉中160℃~200℃温度下保温18~22小时。所述深冷淬火是将卷板从罩式退火炉中取出，冷却至小于200℃，然后立刻放入液氮液面下静置1h～24h，取出后自然恢复至室温。所述热冲击处理是指在加热炉中快速升温到400-550℃，升温速度为20-100℃/分钟，保温5-20分钟。所述镁合金板带材质为AZ、AM、AS、ZC、ZK系以及稀土镁合金薄板带。一般在金属板带紧卷状态下热处理时，需要把整个板卷都加热透了才开始计算加热时间，加热过程是由外及内的过程，表层的金属最先达到所需温度，处理时间较长，而整个带卷芯部由于需要一个传热过程，最后达到所需温度，处理的时间较表层金属短。另外整卷加热或冷却时，由于整卷金属的体积较大，加热、冷却速度上不去（芯部需要一个传热过程），不能急冷急热。而散卷状态下由于各层金属之间有间隙，加热时所有层的金属几乎同时加热升温，同时到达处理温度。因此本专利技术适合大多数镁合金板带材质的热处理工艺，可单独执行不同的热处理工艺，也可根据对带材性能调控的要求对热处理工艺进行组合，例如可以单独进行固溶处理，也可以进行固溶+深冷淬火处理，也可以是固溶+深冷淬火处理+时效，也可以单独进行快速加热的热冲击处理。热冲击处理时要在尽可能短时间内达到所需处理温度，由于处理过程时间短，在板带再结晶后，晶粒来不及长大，所以可获得良好的力学性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1）本专利技术使用的镁合金板卷厚度为1mm以下，是在张力下卷取轧制获得，可满足镁合金薄材的成卷工业化生产需求，可满足AZ、AM、AS、ZC、ZK系以及稀土镁合金薄板带或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁合金薄板成卷整体热处理装置，其特征在于，包括散卷机、加热炉和液氮槽，三者之间通过吊车工艺连接，散卷机包括托盘、旋转底盘、电机和膨胀轴，膨胀轴垂直居中设置于托盘内，膨胀轴底部连接旋转底盘，旋转底盘下连接有电机，膨胀轴外径与镁合金板卷内径的套筒相匹配，托盘侧壁上设有用于固定板带头的插槽，插槽宽3-6mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种镁合金薄板成卷整体热处理装置，其特征在于，包括散卷机、加热炉和液氮槽，三者之间通过吊车工艺连接，散卷机包括托盘、旋转底盘、电机和膨胀轴，膨胀轴垂直居中设置于托盘内，膨胀轴底部连接旋转底盘，旋转底盘下连接有电机，膨胀轴外径与镁合金板卷内径的套筒相匹配，托盘侧壁上设有用于固定板带头的插槽，插槽宽3-6mm。


2.根据权利要求1所述一种镁合金薄板成卷整体热处理装置，其特征在于：所述膨胀轴为机械式或气胀式结构，外径变化量为5-50mm。


3.根据权利要求1所述一种镁合金薄板成卷整体热处理装置，其特征在于：所述加热炉为室状炉、井式炉或罩式炉。


4.根据权利要求2所述一种镁合金薄板成卷整体热处理的装置，其特征在于：所述机械式膨胀轴结构包括固定轴、移动轴、移动套、胀瓦和连杆，固定轴与旋转底盘相连接，移动轴与固定轴顶部通过螺纹相连接，移动轴和固定轴的外侧设有移动套，移动套与固定轴之间设有滑键，移动套的外部与胀瓦之间通过连杆相连接，移动套端部设有端盖，移动轴顶部穿过端盖与锁紧螺母相连接。


5.一种镁合金薄板成卷整体热处理方法，其特征在于，将镁合金板带卷在进行散卷操作后整体进入加热炉或液氮槽中热处理，具体包含以下步骤：
1）套筒上卷，将镁合金板坯在温轧机中轧制到1mm厚以下的板卷带，并在卷取机的套筒上张力收卷，得紧卷状态的镁合金板带卷，带卷内径200-600mm，外径300-1500mm；
2）散卷，将紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张举，胡小东，赵红阳，张万顺，卢艳青，王振敏，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21