[發(fā)明專利]一種超聲波輔助鎂合金材料連鑄連軋的制備方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810187264.0
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108405616B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寧慧燕;文麗華;李超;李洋;畢鳳陽;劉財勇;劉春香;張春福
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江工程學(xué)院;哈爾濱飛力科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: B21B1/46
• 分類號: B21B1/46;B21B11/00;B21B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種超聲輔助鎂合金連鑄連軋的方法及設(shè)備，屬于超聲復(fù)合制備高強金屬合金的領(lǐng)域。本發(fā)明專利的技術(shù)特點是：將超聲波發(fā)射裝置作用到金屬套上下部分形成一種集冷卻與細化的復(fù)合裝置；冷卻細化后的鎂合金通過牽引機的作用向軋機方向運動，通過溫度監(jiān)控裝置測量合金表面的溫度，確定軋機的位置，最終達到能夠控制合金在不同的溫度下進行軋制的目的。本發(fā)明主要包括保溫裝置、冷卻裝置、測溫裝置、超聲發(fā)射裝置、連鑄連軋裝置；實驗裝置具體包括熔煉鎂合金1、坩堝2、保溫爐3、閥門4、超聲發(fā)射器5、銅金屬套6、冷卻裝置7、牽引機8、激光測溫器9、軋機10。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波輔助鎂合金材料連鑄連軋的制備方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

自從進入21世紀以來，世界各國的經(jīng)濟都得到了迅速的發(fā)展，在機械制造、交通運輸、航天航空、信息產(chǎn)業(yè)等方面表現(xiàn)的尤為突出。作為工程材料中重要的組成部分，金屬材料的開發(fā)與應(yīng)用直接影響著國家的發(fā)展。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，金屬材料消耗量也是逐年增大，同時生產(chǎn)規(guī)模也是逐步增加，因此開發(fā)與研究新材料是一個刻不容緩的課題。

鎂合金以其重量輕，比剛度和鑄造性能好而聞名，這對于汽車和航空航天工業(yè)來說是非常有吸引力的。鎂合金傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式是主要是鑄造、冶煉、半固態(tài)成型等工藝方法，利用常規(guī)的鑄造工藝制備的鎂合金通常附帶著氣孔、疏松、晶粒尺寸不均勻的缺點，最終造成生產(chǎn)出的鎂合金因其機械性能較差而應(yīng)用的范圍并不是很廣泛。

鎂合金屬于密排六方結(jié)構(gòu)，采用大變形的方式是強化鎂合金的一種有效方式。現(xiàn)階段采用軋制的方式強化鎂合金根據(jù)軋制溫度的不同主要有熱軋、冷軋兩種方式，雖然兩種方式均能在一定的程度上提升鎂合金的強度和塑性，但這兩種方式均存在操作方法復(fù)雜、工藝繁瑣，需要進行多次軋制，同時存在的鎂合金尺寸不均勻等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

為在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種超聲波輔助鎂合金材料連鑄連軋的制備方法及設(shè)備，通過一次軋制過程就可以獲得高強度的鎂合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是將超聲、金屬快速凝固、不同溫度的軋制等有效的結(jié)合在一起，將超聲場、溫度場、壓力場三個相對獨立的物理場結(jié)合在一起，在實驗的過程中發(fā)揮各自的優(yōu)點。極大的發(fā)揚了三種不同物理場作用下的鎂合金晶粒細技術(shù)的優(yōu)勢，將物理性質(zhì)、微觀組織、轉(zhuǎn)換機制截然不同的三種細化方式作用在一起。

方案一：一種超聲輔助鎂合金連鑄連軋設(shè)備，其主要包括保溫裝置、冷卻裝置、測溫裝置、超聲發(fā)射裝置、連鑄連軋裝置；實驗裝置具體包括熔煉坩堝、保溫爐、超聲發(fā)射器、銅金屬套、冷卻裝置、牽引機、激光測溫器、軋機。坩堝主要用來盛裝一定溫度的鎂合金，然后倒入保溫爐中，銅金屬套、牽引機的滾輪、軋機的軋輥沿中心線從左到右依次放置并固定在相應(yīng)的位置，超聲波變幅桿與銅金屬套的兩端連接傳遞聲波，銅金屬套的四周由冷卻液包圍用來降溫，通過激光測溫器測量鎂合金的溫度，在實驗所需的溫度條件下，通過改變軋機與冷卻裝置的距離調(diào)整軋制板材的溫度。

方案二：一種超聲輔助鎂合金連鑄連軋的方法及設(shè)備，該方法是基于方案一所述的一種超聲輔助鎂合金連鑄連軋設(shè)備實現(xiàn)的，具體步驟如下：

步驟一、取一定溫度熔煉均勻的液態(tài)鎂合金迅速的倒入保溫爐中。

步驟二、開啟冷卻裝置循環(huán)系統(tǒng)，使金屬膜的表面溫度均勻。

步驟三、同時開啟四個超聲波振動系統(tǒng)。

步驟四、當液態(tài)金屬的量超過保溫爐容量三分之二時，開啟右側(cè)閥門，液態(tài)金屬向銅金屬套中流動。

步驟五、開啟牽引機。