一种成卷生产宽幅镁合金板的工艺及设备制造技术

本发明专利技术涉及有色金属新材料加工及设备技术领域，公开一种成卷生产宽幅镁合金板带的工艺及设备。所述工艺是将铸态棒料通过铣面扒皮、多轴锻打、机械加工、高温时效、棒料加温、挤压、展平卷曲，完成宽幅镁合金板带的成卷生产；所述设备，包括：多轴锻打机、挤压机、展平机和收卷机，且挤压机、展平机和收卷机沿镁合金板出料轴线排列组成，由同步控制系统控制；其中挤压机内设有半圆弧形或波浪型弧形的挤压分流模具；挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；本发明专利技术能够以小吨位挤压机及两点间弧线比直线长的模具、通过展平曲面的弧面轧辊展平机，成卷生产超出挤压机出口尺寸的宽幅镁合金板带。以较小的投资、完成宽幅镁合金板带的成卷生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有色金属材料加工及设备
，尤其涉及一种成卷生产宽幅镁合金板带的工艺及设备。
技术介绍
镁是地球上最富有的元素之一，在目前工程应用中是质量(1. 74g/cm3)最轻、比强度最高的金属材料，与轻质工程塑料相比，镁合金有较高的弹性和塑性变形能力；与铝合金(2.8g/cm3)相比，镁合金不但轻，而且抗震动和降噪音能力高，并具有很强的耐腐蚀性能、电磁屏蔽性能、防辐射性能、回收利用率高等优点。因此，在交通运输(汽车)、航空航天、凸版印刷、电子(3C产品)和家用电器等支柱产业中是最理想、最实用的轻质结构材料， 被称为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”。镁合金应用形式主要有铸造镁合金和变形镁合金。变形镁合金经压力轧制、挤压， 具有晶粒细化、强度高、延展性能好等优点，其中镁合金薄板在机械制造、航空航天、汽车、 电子、仪表、化工和数码产品等领域中可望广泛应用，产品附加值和经济效益较高，具有广阔前景。北美、欧洲最早开展对汽车、摩托车用高性能镁合金的研究和应用，近年来镁合金压铸件以及变形镁合金材料的需求量以年平均20%的增幅快速增长，日本已投巨资开展对 3C产品镁合金的研究和应用。与目前较成熟的镁合金铸造技术相比较，镁合金的锻造、挤压、轧制、冲压等塑性加工技术与超塑成型技术的发展则相对较慢。当前国内外生产镁合金薄板一般采用两种工艺1、铸轧开坯后再精轧铸轧工艺参数控制困难，成熟度较低，技术难度较高。不宜实现卷装连续生产。2、挤压开坯后再精轧，优点是材料组织性能好、容易实现连续生产、成卷供货，缺点是一次性投入大、板型控制困难。由于受到挤压机出口尺寸和挤压力的限制，2500t挤压机开坯宽度一般最大只能达到300左右，而大吨位挤压机造价十分昂贵。 由于镁属于密排六方晶体结构，在室温下只有一个滑移面，滑移面上有3个密排方向，所以室温下只有 3个滑移系，其塑形比面心立方和体心立方都低。室温下，镁合金的塑性较差，变形困难且易出现变形缺陷，这是有镁合金自身性质决定的，也是制约镁合金加工成型的本质原因。在挤压过程中，材料屈服强度越低，工艺稳定性越高；屈强比越小，挤压性能越好。影响因素有 挤压力、挤压速度、模具温度、棒料温度、模具结构、棒料时效工艺、材料的晶粒尺寸等。材料的晶粒尺寸和形状对板材的挤压性能有极大的影响。由此可见，工艺设备的高投入和低效率生产、成品率低造成的高成本限制了高性能镁合金轧制薄板的大批量应用。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种成卷生产宽幅镁合金板带的工艺及设备，能够满足小吨位挤压机轧制镁合金板所需要的力学性能条件、控制板型，以全新理念的挤压模具和配套设备来实现小型挤压机宽幅度开坯的目的。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案一种成卷生产宽幅镁合金板的工艺，是将铸态棒料通过铣面扒皮一多轴锻打一机械加工一高温时效一棒料加温一挤压一展平一卷曲；具体步骤如下a.镁合金铸态棒料通过铣面扒皮去掉表面铸造冷隔层；在230°C—350° C范围内， 进行5道次多轴锻打，经机械加工制成0 600圆棒；b.对￠600圆棒再进行460° C高温时效的细化组织，提高材料的挤压性能和轧制性能；使镁合金材料经过缩松、缩孔，使部分小裂纹被焊合、偏析被消除形成纤维组织；使部分粗大的柱状晶和树枝状晶被改造成细小、均勻的等轴晶；使配合高温时效冷却后的再结晶获得亚晶组织；在电子显微镜下，TEM组织颗粒平均为d=0. 8 μ m ；所述的0 600圆棒性能在室温下，延伸率为40%，拉伸强度为450MPa ；在200° C，延伸率为500%，具有高热的稳定性，加工时，不易发生粗糙、裂纹的缺陷；c.经细化组织后的镁合金圆棒被加工成彡240并通过最大出料幅宽330mm的2500t挤压机内设置的宽幅620mm板的波浪状弧形工作面挤压分流模具，配合挤压成半圆形或波浪型弧形板；具体技术条件如下1)、确定棒料的加热温度，所述0240棒料的加热温度取镁合金的熔化温度与镁合金中有第二相析出时温度之间的温度，温度区间380 420°C ；2)、确定镁合金挤压温度，所述镁合金挤压温度包括模具工作时温度为380 430°C， 挤压筒工作时温度为280 320°C ；3)、减小模具与毛坯接触时的温差，挤压前对模具进行预热，使挤压毛坯放入模具时， 毛坯降温不致过大而使塑性降低，变形抗力增加；同时可以避免毛坯表面和中心层温差过大，使变形不均勻性增加，防止挤压件和模具的损坏；模具预热温度范围设置为260 300°C，即模具必须加热到比坯料稍低的温度；d.圆筒形或弧形板带的展平采用三道逐次展平，第一道采用展宽式预展平机将弧形板带初步展开得到宽幅的镁合金弧形板；第二道采用宽幅展平机将宽幅的镁合金弧形板带展开为宽幅的镁合金平板；第三道采用展平光整机将宽幅的镁合金平板以5%的压下量平整温轧，消除挤压滑移线，获得2mm-4mm厚的宽幅620cm的镁合金板面；在展平、光整时宽幅的镁合金板温度大于230°C，且每个轧辊具有随时调节加热轧辊温度的温控装置；e.通过卷取机对光正后的宽幅620cm的镁合金板进行卷曲成卷。一种成卷生产宽幅镁合金板的设备，包括多轴锻打机、挤压机、展平机和收卷机， 所述挤压机、展平机和收卷机沿镁合金板出料轴线排列组成，且挤压机、展平机和收卷机设置有同步工作的控制系统；其中挤压机内设置有半圆弧形或波浪型弧形的挤压分流模具； 挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；其中展平机为三道逐次展平设备，由第一道展宽式预展平机、第二道宽幅展平机和第三道展平光整机构成；所述的展宽式预展平机包括弧型轧辊、架体；所述架体上设置的弧型轧辊由上弧型轧辊与下弧型轧辊构成，具有用以调节上弧型轧辊与下弧型轧辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸铰接构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸铰接；所述的上弧型轧辊连接在所述的转动架上；所述的下弧型轧辊通过传动机构与液压马达相连；所述上弧型轧辊的中部为弧形凹面，所述的下弧型轧辊的曲面与上弧型轧辊的曲面吻配，所述上弧型轧辊和下弧型轧辊为电加热弧型轧辊；所述宽幅展平机具有两个上展平辊和三个下展平辊；所述的两个上展平辊分别位于相邻的三个下展平辊之间；具有用于调整两个上展平辊与三个下展平辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸铰接；所述的两个上展平辊联接在所述的转动架上；所述的三个下展平辊通过传动机构与动力装置连接。两个上展平辊和三个下展平辊为电加热辊；所述第三道光整展平机的两个平面轧辊为电加热辊。一种成卷生产宽幅镁合金板的设备，所述收卷机的卷曲辊设置为电加热卷辊。一种生产成卷的宽幅镁合金板，具有呈卷曲形的矩形结构的镁合金板，镁合金板宽度为620mm，镁合金板厚度为2mm-4mm。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下优越性一种成卷生产宽幅镁合金板带的工艺及设备，是一种能够以小吨位的挤压设备成卷开坯宽幅镁合金板的生产装置，它是以小吨位挤压机为中心，及配套的模具、弧面轧辊展平机，并利用两点间的弧线永远比直线长的原理，通过展平曲面来达到增加幅宽的目的； 采用优化合理的工艺多轴锻、高温时效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃华，胡明德，
申请(专利权)人：李跃华，
类型：发明
国别省市：