[發明專利]一種成卷生產寬幅鎂合金板的工藝及設備

無效

• 申請號: 201110404878.8
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102489958A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李躍華;胡明德
• 申請（專利權）人: 李躍華
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21C23/02;B21C25/02;B21B3/00;B21B27/02
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 盧洪方

技術領域

本發明涉及有色金屬材料加工及設備技術領域，尤其涉及一種成卷生產寬幅鎂合金板帶的工藝及設備。

背景技術

鎂是地球上最富有的元素之一,在目前工程應用中是質量(1.74g/cm3)最輕、比強度最高的金屬材料，與輕質工程塑料相比,鎂合金有較高的彈性和塑性變形能力;與鋁合金(2.8g/cm3)相比,鎂合金不但輕,而且抗震動和降噪音能力高，并具有很強的耐腐蝕性能、電磁屏蔽性能、防輻射性能、回收利用率高等優點。因此,在交通運輸（汽車）、航空航天、凸版印刷、電子（3C產品）和家用電器等支柱產業中是最理想、最實用的輕質結構材料，被稱為“21世紀最具開發和應用潛力的綠色工程材料”。?

鎂合金應用形式主要有鑄造鎂合金和變形鎂合金。變形鎂合金經壓力軋制、擠壓，具有晶粒細化、強度高、延展性能好等優點，其中鎂合金薄板在機械制造、航空航天、汽車、電子、儀表、化工和數碼產品等領域中可望廣泛應用，產品附加值和經濟效益較高，具有廣闊前景。北美、歐洲最早開展對汽車、摩托車用高性能鎂合金的研究和應用，近年來鎂合金壓鑄件以及變形鎂合金材料的需求量以年平均20%的增幅快速增長，日本已投巨資開展對3C產品鎂合金的研究和應用。

與目前較成熟的鎂合金鑄造技術相比較，鎂合金的鍛造、擠壓、軋制、沖壓等塑性加工技術與超塑成型技術的發展則相對較慢。

當前國內外生產鎂合金薄板一般采用兩種工藝：

1、鑄軋開坯后再精軋：鑄軋工藝參數控制困難，成熟度較低，技術難度較高。不宜實現卷裝連續生產。

2、擠壓開坯后再精軋，優點是材料組織性能好、容易實現連續生產、成卷供貨，缺點是一次性投入大、板型控制困難。由于受到擠壓機出口尺寸和擠壓力的限制，2500t擠壓機開坯寬度一般最大只能達到300左右，而大噸位擠壓機造價十分昂貴。?????由于鎂屬于密排六方晶體結構，在室溫下只有一個滑移面，滑移面上有3個密排方向，所以室溫下只有3個滑移系，其塑形比面心立方和體心立方都低。室溫下，鎂合金的塑性較差，變形困難且易出現變形缺陷，這是有鎂合金自身性質決定的，也是制約鎂合金加工成型的本質原因。在擠壓過程中，材料屈服強度越低，工藝穩定性越高；屈強比越小，擠壓性能越好。影響因素有：擠壓力、擠壓速度、模具溫度、棒料溫度、模具結構、棒料時效工藝、材料的晶粒尺寸等。材料的晶粒尺寸和形狀對板材的擠壓性能有極大的影響。

由此可見，工藝設備的高投入和低效率生產、成品率低造成的高成本限制了高性能鎂合金軋制薄板的大批量應用。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種成卷生產寬幅鎂合金板帶的工藝及設備，能夠滿足小噸位擠壓機軋制鎂合金板所需要的力學性能條件、控制板型，以全新理念的擠壓模具和配套設備來實現小型擠壓機寬幅度開坯的目的。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種成卷生產寬幅鎂合金板的工藝，是將鑄態棒料通過銑面扒皮—多軸鍛打—機械加工—高溫時效—棒料加溫—擠壓—展平—卷曲；具體步驟如下：

a.鎂合金鑄態棒料通過銑面扒皮去掉表面鑄造冷隔層；在230°C—350°C范圍內，進行5道次多軸鍛打，經機械加工制成￠600圓棒；

b.對￠600圓棒再進行460°C高溫時效的細化組織，提高材料的擠壓性能和軋制性能；使鎂合金材料經過縮松、縮孔，使部分小裂紋被焊合、偏析被消除形成纖維組織；使部分粗大的柱狀晶和樹枝狀晶被改造成細小、均勻的等軸晶；使配合高溫時效冷卻后的再結晶獲得亞晶組織；在電子顯微鏡下，TEM組織顆粒平均為d=0.8μm；所述的￠600圓棒性能在室溫下，延伸率為40%，拉伸強度為450MPa；在200°C，延伸率為500%，具有高熱的穩定性，加工時，不易發生粗糙、裂紋的缺陷；

c.經細化組織后的鎂合金圓棒被加工成￠240并通過最大出料幅寬330mm的2500t擠壓機內設置的寬幅620mm板的波浪狀弧形工作面擠壓分流模具，配合擠壓成半圓形或波浪型弧形板；具體技術條件如下：

1）、確定棒料的加熱溫度，所述￠240棒料的加熱溫度取鎂合金的熔化溫度與鎂合金中有第二相析出時溫度之間的溫度，溫度區間380～420℃；

2）、確定鎂合金擠壓溫度，所述鎂合金擠壓溫度包括：模具工作時溫度為380～430℃，擠壓筒工作時溫度為280～320℃；