[發(fā)明專利]鎂合金寬板三輥鑄軋機

無效

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• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101875056A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 李華倫;黃育宏;李書偉;楊仲可
• 申請（專利權）人: 福建華鎂新技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: B21B1/46
• 分類號: B21B1/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發(fā)明屬于一種鎂合金寬幅薄板鑄軋機，尤其屬于鑄軋寬幅鎂合金薄板坯的三輥鑄軋機設備。

技術背景：

鎂合金的密度約為鋼的1/4，鋁的2/3，與塑料相近，具有比強度和比剛度高、熱傳導性好、阻尼減震性佳、機加工性能優(yōu)良、零件尺寸穩(wěn)定和易回收等優(yōu)點，具有優(yōu)異的價值和廣闊的應用前景，被譽為“21世紀最具發(fā)展前途的綠色工程材料”。鎂合金現(xiàn)在已被廣泛地應用于汽車、航空、航天、冶金、化工、通信、電子和體育用品等行業(yè)中。特別是自二十世紀九十年代初以來，日益緊迫的能源和環(huán)境問題極大地刺激了鎂合金的發(fā)展，全球范圍內對鎂合金的需求呈現(xiàn)強勁、持續(xù)的增長趨勢。

目前鎂合金產品以壓鑄件居多，雖然壓鑄方法容易獲得結構復雜的零件，壓鑄的生產效率也高，但壓鑄件存在組織疏松、氣孔、晶粒粗大、成分偏析等缺陷，性能很難滿足較高的使用要求，大大制約了鎂合金的應用范圍。市場需求對鎂合金產品的性能提出了日益苛刻的要求，因此，研究重點正逐漸轉向性能優(yōu)異、可靠性高的變形鎂合金制品。通過鍛造、擠壓、軋制、拉拔以及沖壓等加工方法制備出的鎂合金零部件，作電子產品和家用電器的殼體、汽車覆蓋件、車內面板等零部件，市場需求巨大。

金屬板材在電子、通訊、交通、航空航天等領域應用最多。目前鎂合金板材的應用受到很大限制，主要原因是鎂合金板材加工裝備及工藝技術不夠成熟，力學性能也需進一步提高，生產成本需要降低等。為了提高板材軋制的效率、降低消耗、提高板材成形工藝性，除了常規(guī)的軋制工藝外，還開發(fā)了許多新的軋制技術，如單輥驅動軋制、異步軋制、雙輥交叉軋制、連鑄連軋、等徑角軋制等。鎂合金開坯軋制應用較多的是鑄錠開坯軋制，其生產流程為：鑄錠銑面→鑄錠均勻化→加熱→板坯制備→板坯剪切下料→板坯加熱→粗軋→酸洗→加熱→中軋→中斷或下料→加熱→精軋→產品退火→精軋→氧化上色→涂油包裝。鎂合金板材軋制過程中，采用多道次、小壓下量工藝進行軋制，道次間進行中間退火。這樣的工藝相對落后，適宜于鎂合金板材的小批量加工。擠壓開坯軋制主要是利用擠壓加工方法，獲得性能優(yōu)良的鎂合金窄幅板坯。由于鎂合金寬幅薄板的生產工藝復雜、周期長，致使生產成本非常高昂。

雙輥鑄軋是將連續(xù)鑄造和軋制結合，熔體凝固的同時承受軋制變形，即直接將金屬熔體“軋制”成半成品帶坯或成品帶材。結晶器是兩個帶水冷系統(tǒng)的旋轉鑄軋輥，熔體在其輥縫間完成凝固和熱軋兩個過程，整個過程時間很短。雙輥鑄軋的優(yōu)點包括：簡化了工序、縮短了流程、提高了成材率、大幅度節(jié)約能源、減少各種消耗。目前，鎂合金的雙輥鑄軋技術已取得了進展，德國ThyssenKrupp?Stahl采用鎂合金板材鑄軋技術生產出了寬700mm、厚6mm的鑄軋板坯；澳大利亞CSIRO就致力于鎂合金板材鑄軋技術的研究，并已經進行工業(yè)化試生產，板材寬度可達630mm，厚度2.3-5mm。另外日本住友鋁業(yè)、三協(xié)鋁業(yè)、三菱鋁業(yè)，韓國國家機械研究院在鎂合金板材鑄軋技術方面都取得了較大的成果。國內也對雙輥鑄軋技術進行了研發(fā)，福州華鎂公司成功開發(fā)了鎂合金板材雙輥異步連續(xù)鑄軋機，并結合采用快速凝固、半固態(tài)加工，直接將液體鎂合金軋制成具有組織均勻、晶粒細化的板材。山西銀光鎂業(yè)建立了鑄軋生產線，已經實現(xiàn)商業(yè)化生產。雖然對鎂合金板材鑄軋工藝展開了大量的研究，并取得了較大的進展，但相對于鋼和鋁合金，鎂合金薄帶品質有待進一步提高。

鎂合金寬板沖壓汽車內門板、發(fā)動機蓋和行李箱蓋等已獲成功。將鎂合金板材大量應用于汽車，首先要解決成本高的問題和滿足沖壓加工的需求。鎂合金寬幅薄板的熱軋比鋼板熱軋的難度更大，原因在于鎂合金板熱軋的參數范圍很窄，熱薄板散熱又快，使得必須增加加熱次數和軋制道次。薄板的溫度分布不均勻也給軋制生產帶來難題，軋件首尾溫度的誤差使產品尺寸精度達不到標準。因此，開發(fā)鎂合金寬幅薄板連鑄連軋技術已經成為目前鎂合金生產的急切任務。在鎂合金窄板鑄軋技術已經取得了初步成功的形勢下，研發(fā)1200mm??以上寬的鎂合金寬幅薄板鑄軋已經被提到日程。鎂合金寬幅薄板的鑄軋機有很大的難度，二輥鑄軋機和四輥鑄軋機難于勝任。二輥鑄軋機的鑄軋輥的輥縫流程很長，尤其是鑄軋板厚度很小時，無法將鎂合金液體布流到接近軋輥的輥縫位置平面。如果在軋制區(qū)凝固層很厚，需要的軋制率需要很大的軋制力，結構上很難實現(xiàn)，否則將需要更粗的軋輥，這樣進一步增加輥縫流程長度。使用例如英國的高速鋁合金四輥鑄軋機，能克服上述問題，但鑄軋機結構復雜，凝固需要的鑄軋冷卻強度達不到要求，鑄軋質量也受到很大制約。因此，鑄軋機對鎂合金寬幅板的鑄軋已經成為迫切需要突破的關鍵。

發(fā)明內容：