本发明专利技术公开了一种镁合金板带的多能场铸轧制备方法。本发明专利技术将配制好的镁合金顶部均匀洒上一层覆盖剂,并在氩气保护下加热熔化;待物料熔化后在熔体的表面加入一定量精练剂,进行搅拌除渣和除气完成精练过程,将精练好并静置过的镁合金熔体通过加热后的流道与前箱,引入电磁场铸轧机组的辊缝中,通过电磁场的搅拌、振动冲击、轧辊强制冷却和轧制变形作用,强化铸轧区的传热、传质和能量转换,实现晶核增殖,改变凝固行为。本发明专利技术成功地将电磁场应用于镁合金的铸轧过程中,制备出的镁合金板带板面光洁,边部整齐,组织及力学性能良好,且整个生产流程短、效率高,产品成本低、质量好,适合批量制备镁合金板带。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工领域,具体涉及一种镁合金板带的电磁、超声铸轧制备方法,可以实现工业化生产,该方法可广泛应用于镁合金板带的制备。
技术介绍
镁是世界上储量最丰富的常用金属元素之一,为地壳层第六丰富的金属元素,含量约为2.3%,也是海水中含量排名第三的金属元素,总量约为海水质量的0. 14%,从平均 Im3的海水中可以提取出Ikg以上的金属镁,而且盐湖中的镁含量也非常高。镁资源的丰富储量以及镁合金的高比强度、比刚度、耐磨性、减振性、电磁屏蔽性以及易切削性和易回收性等优良的综合性能,将使其成为汽车、航空、电子传输等行业重要的新型结构材料。纯镁由于强度和硬度很低,不能直接用于结构材料,但是在添加了 Al、Zn、Mn、Zr 合金及稀土元素后,可以产生固溶强化、细晶强化、时效强化以及过剩强化作用来提高合金的机械性能、耐腐蚀性能和耐热性能,大大提高其综合性能。目前镁及镁合金的应用愈来愈广泛,消耗量急剧上升,尤其在航空航天、军工产品、交通运输以及3C电子等领域最为显-frh-者O中国在镁资源的开发利用方面具有得天独厚的优势,已成为镁的资源大国、生产大国和出口大国,但是在镁合金产品的制备方面却与工业发达国家尚有一定的差距,目前只能以廉价的原料为主要产品出口,造成了资源的浪费,严重阻碍了我国镁金属工业的发展。因此,开发镁及镁合金的低成本、高质量、短流程的生产技术,进一步提高资源的有效利用,是我国镁金属工业发展的方向。目前一般采用铸锭-热轧-温轧的生产技术手段,该工艺路线生产成本高,能耗大,而且容易对环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种镁合金板带的电磁、超声多能场铸轧制备方法,获得性能优良的镁合金板带,该方法生产流程短、效率高,生产成本低、质量好,适合批量制备镁合金板市ο一种镁合金板带的电磁、超声多能场铸轧制备方法,包括以下步骤一、按照镁合金的组分比例配制镁合金,置于封闭的电阻熔化炉中,在物料顶部均勻洒上一层覆盖剂,并在氩气保护下加热熔化,获得镁合金熔体;二、待物料溶化后,在熔体的表面加入精练剂,进行搅拌除渣和除气,随后静置1520 分钟,得到精练好的镁合金熔体;三、将精练好的镁合金熔体经过预热后的高温流道进入前箱,经一级超声波预处理,随后通过铸嘴引入到具有电磁、超声能场的铸轧机辊缝中(铸轧辊采用循环水冷却),保持合适的液面高度。镁合金熔体在电磁、超声组合能场的搅拌、振动冲击、轧辊的强制冷却和轧制变形的作用下,强化铸轧区的传热、传质和能量转换,实现晶核增殖,改变凝固行为,连续铸轧出2. 5mm 6. Omm厚的镁合金板带(铸轧过程中喷涂润滑剂)。在所述步骤一中,镁合金熔体温度为700°C 710°C,熔化过程采用覆盖剂和氩气保护,取消传统的SF6气体,对环境无污染,对设备无腐蚀,熔炼成本低。在所述步骤一中,覆盖剂的成分为氯化镁50 60%,氯化钾15 20%,氯化钠 15 20%,氯化钙2 10%。在所述步骤二中,精练剂的成分为氯化镁50 60%,氯化钾 15 20%,氯化钠15 20%,氯化钙2 8%,氟化钙2 5%。在所述步骤三中,前箱温度保持在675°C 680°C之间,液面高度保持高出轧制中心线5 6mm。在所述步骤三中,所用一级超声波预处理功率为500W 600W,频率为 20kHZ士 100HZ;辊缝中凝固前沿超声波功率为400W 500W,频率为20kHZ士200HZ。在所述步骤三中,磁场形态以行波磁场为主体,叠加一定的脉振磁场,行波磁场占 60-70%,脉振磁场占40-30%,沿轧辊轴线方向在铸轧区中产生椭圆形磁势。在所述步骤三中,电磁场通过励磁电流产生,并被引导至凝固前沿,励磁电流为三相电流,换相周期为1个完整波形,电流强度为8A 12A,中心频率为13HZ,随机变化频率范围士2 HZ。在所述步骤三中,铸轧镁合金板带时轧制速度为2. 5 m/min 5m/min,辊缝为2. 0 mm 5. 4mmο在所述步骤三中,轧辊在铸轧前预先进行烘烤处理,在铸轧过程中喷涂纳米润滑剂。在所述步骤三中,铸嘴采用氧化铝、氧化镁和石棉混合后的压制烧结材料,在内表面涂上一层石墨,防止在铸轧过程中高温镁熔体与氧化铝发生化学置换反应,产生夹渣。在所述步骤三中,铸轧时铸轧辊采用循环冷却水进行冷却,通过调节水压对水的流量进行调节,冷却水最大压力为0. 8MPa,最大流量120L/min。本专利技术具有如下特点1)确定了镁合金电磁、超声多能场铸轧的工艺参数与方法镁合金的熔炼温度为 700°C 710°C,熔炼过程采用氩气保护,前箱温度保持在675°C 680°C之间,液面高度保持为高出轧制中心线5 6mm,轧制速度为2. 5 5m/min,辊缝为2. 0 5. 4mm,铸轧辊采用循环冷却水进行冷却,实现熔体快速凝固。2)在铸轧前对轧辊进行烘烤,铸轧过程中喷涂纳米润滑剂成功解决了粘辊问题,保证整个铸轧过程顺利进行。3)在铸轧过程中引入电磁、超声能场。电磁场参数为励磁电流为三相电流,换相周期为1个完整波形,电流强度为8A 12A,中心频率为13HZ,随机变化频率士2 HZ ; 预处理超声波功率为500W 600W,频率为20kHZ士 100HZ;辊缝中凝固前沿超声波功率为 400W 500W,频率为20kHZ士200HZ。超声波和电磁场的引入对铸轧过程的流场产生扰动, 提高镁合金熔体与轧辊的接触强度,强化熔体的凝固相变及动态形核过程,获得细小的晶粒组织。采用电磁、超声能场铸轧制备的镁合金板带具有优良的力学性能。4)采用电磁、超声能场铸轧方法制备镁合金板带,极大地缩短了工艺流程,可节能 60 70%,使生产成本减少50%以上,生产效率提高2 3倍。附图说明图1为常规铸轧法向面金相;图2为电磁、超声能场铸轧法向面金相; 图3为常规铸轧横截面金相; 图4为电磁、超声能场铸轧横截面金相; 图5为常规铸轧纵截面金相; 图6为电磁、超声能场铸轧纵截面金相。具体实施例方式以下实施例旨在进一步说明本专利技术,这将有助于对本专利技术及其优点的进一步理解,这些实例不作为对本专利技术的限定,本专利技术的保护范围由权利要求书来决定。实施例1 按照AZ31B合金的组分配比,取镁锭(工业纯镁)90Kg、工业纯铝2750g、纯锌910g,放入熔化炉中进行熔化,温度为706°C,并加入1. 0%的覆盖剂和通少量氩气保护,防止与空气接触燃烧,覆盖剂成分质量百分含量为氯化镁55%,氯化钾15%,氯化钠18%,氯化钙12%。待物料溶化后,在熔体的表面加入0. 6%的精练剂,进行搅拌除渣和除气,精练剂成分质量百分含量为氯化镁阳%,氯化钾15%,氯化钠20%,氯化钙5%,氟化钙5%。在镁合金精炼的同时,加热前箱及流道至600°C,待镁合金熔炼完成后保温20分钟,使得熔体各部分的温度均勻,倾转熔化炉,使镁合金熔体进入流道和前箱,在电磁、超声波场的作用下进入轧辊辊缝的铸轧区,控制熔体流量,使得前箱中熔体液面保持在高出轧制中心线5mm处,经过冷却水的急速冷却以及轧制力的作用,得到稳定、连续的镁合金板带。励磁电流为三相电流,换相周期为1个完整波形,电流强度为8A 12A,中心频率为13HZ,行波磁场点60%,脉振磁场占40%,所用一级超声波预处理功率为550W,频率为20k本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镁合金板带的多能场铸轧制备方法,其特征在于包括以下具体操作步骤如下:一、按照镁合金的组分比例配制镁合金,置于封闭的电阻熔化炉中,在物料顶部均匀洒上一层覆盖剂,并在氩气保护下加热熔化,获得镁合金熔体;二、待物料溶化后,在熔体的表面加入精练剂,进行搅拌除渣和除气,随后静置15~20分钟,得到精练好的镁合金熔体;三、将精练好的镁合金熔体经过预热后的高温流道进入前箱,经一级超声波预处理,随后通过铸嘴引入到具有电磁、超声能场的铸轧机辊缝中,保持合适的液面高度,轧辊采用循环水冷却;镁合金熔体在电磁、超声组合能场的搅拌、振动冲击、轧辊强制冷却和轧制变形作用下,强化铸轧区的传热、传质和能量转换,实现晶核增殖,改变凝固行为,连续铸轧出2.5mm~6.0mm厚的镁合金板带,铸轧过程中喷涂润滑剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:毛大恒,李建平,石琛,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:43
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