[發明專利]制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制方法及裝置

無效

• 申請號: 200710035530.X
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號: CN101104236A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 陳振華;嚴紅革;陳剛;陳鼎;夏偉軍;張昊
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B23P13/00
• 分類號: B23P13/00;B23P23/02;B21B1/22;B21C23/00;B21C25/02;B21C29/04;B21C31/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種制備高性能鎂合金板材的加工方法及裝置，特別是涉及一種制備沖壓件用大型變形鎂合金板材的等徑角軋制方法及裝置。

背景技術

作為“二十一世紀最具發展前途的綠色工程材料”，鎂合金具有及其重要的使用價值和廣泛的應用前景。其中，變形鎂合金板材可用作手機、筆記本電腦和家用電器等產品的殼體、汽車蒙皮、車內面板等零部件，而實現鎂合金板材的高速、低溫成形特別是沖壓成形性以及進一步提高其綜合力學性能則是實現其工業化應用的關鍵。

傳統的鎂合金板材生產一般采用鑄錠直接軋制成形，軋制工藝亦為普通的對稱軋制。與鋁、銅合金不同，鎂合金室溫下的滑移系少，塑性變形能力差，因此普通軋制板材特別是薄板的成品率偏低，鑄錠開坯困難、道次變形量小、成型性差。這是因為普通的對稱軋制工藝難以獲得細晶組織和實現對變形孿晶的控制，特別是在軋制過程會在板材內形成強烈的基面織構，由此而帶來了板材的各向異性，嚴重影響了后續加工的成型性。

晶粒細化及織構控制是改善、提高金屬材料的性能的有效途徑之一。而采用傳統的鍛造、擠壓、軋制以及隨后的再結晶退火處理工藝，盡管其晶粒尺寸可達10μm以下并形成變形織構和/或再結晶織構，但仍難以滿足對高性能材料的要求。采用大塑性變形(Severeplasic?deformation，SPD)技術制備的材料通常具有超細晶(Ultra-fine?grained，UFG)組織，可獲得晶粒尺寸小于1μm的UFG材料并形成特殊的織構組分，因此具有優異的力學性能和使用性能。

目前，已經開發的SPD技術主要有累積疊軋工藝(Accumulativeroll-Bonding，ARB)、高壓扭轉工藝(High?Pressure?Torsion，HPT)、連續剪切工藝(Conshearing)、連續約束板帶剪切工藝ContinuousConfined?Strip?Shearing，C2S2)、連續大塑性變形(ContinuousSevere?Plastic?Deformation，CSPD)、ECAP-Conform工藝、連續反復彎曲工藝(Repetitive?Corrugation?and?Straightening，RCS)以及反復彎曲矯直工藝等。

但是上述可用于板材制備的SPD工藝，不僅存在所制備的材料組織結構不均勻、生產效率低、材料尺寸規格有限、成本高、工藝路線復雜等缺陷，在對鎂合金板材微觀組織控制以及制備方面還存在一些缺陷和不足，如ARB工藝難以實現對板材織構的有效控制；HPT工藝不適合大尺寸板材的加工，也難以連續生產；Conshearing工藝和C2S2工藝雖均可實現板材的連續大塑性變形，獲得UFG組織并形成剪切變形織構，但Conshearing工藝需要采用帶有行星輥的特殊軋機，C2S2工藝由于軋輥表面加工有凹形槽，嚴重影響了帶材的表面質量，同時，這兩種工藝均存在一個很大的缺陷，即在一套裝置包括軋輥和模具上，只能制備一種厚度的板材；CCB工藝和RCS工藝制備UFG材料及對織構的控制效果均較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能有效改善鎂合金板材的成形性和后續加工、特別是沖壓成形性的等徑角軋制方法及裝置。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制方法是采用下述方案實現的：將軋制和大剪切變形相結合，利用普通軋制變形產生的摩擦力提供動力，使板材連續通過兩通道厚度相等且成一定夾角的模具實現連續剪切變形。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置是采用下述方案實現的：等徑角軋制模具安裝于普通雙輥熱軋機雙軋輥出口處，等徑角軋制模具中設置的等通道開口與熱軋機雙軋輥出口相對應，板材經雙輥軋制后直接進入等徑角軋制模具等通道中。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置，其模具上設置的等通道呈一定夾角且厚度相等，等通道夾角θ為90---150度或210---270度。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置，為了減少模具等通道的摩擦力，采用石墨+機油潤滑。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置，為了可實現等徑角變形模具預熱，在等徑角軋制模具通道兩側內置加熱器，對其進行加熱，在通道出口處設有測溫裝置。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置，在等徑角軋制模具通道兩側內置電熱管，利用熱電偶控溫。

本發明--制備高性能鎂合金板材的等徑角軋制裝置，在等徑角軋制模具通道入口處設有激光感應測溫儀對板材溫度進行實時測量。