[發明專利]一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋裝置及方法

有效

• 申請號: 202011017892.8
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112264592B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 婁花芬;蔡正旭;余康才;代曉騰;鄭曉兵;李凱;王同波
• 申請（專利權）人: 中鋁材料應用研究院有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B22D1/00;B22D43/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 劉佳音

本發明公開了一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋裝置及方法，裝置包括前液處理系統和鑄軋系統，前液處理系統包括前液箱，前液箱側下部具有熔體入口、熔體出口，前液箱內部設置有第一隔板，第一隔板上方具有過濾裝置，所述第一隔板、過濾裝置、與前液箱側壁形成一個腔體，且該腔體與熔體出口連通，前液箱內部還具有第二隔板、機械攪拌裝置，頂部設有氣體通入管道；所述鑄軋系統包括一對水冷軋輥、鑄嘴，前液處理系統的熔體出口與鑄軋系統的鑄嘴相連通。采用本發明的裝置及方法，可以有效破碎鎂合金熔體中的氧化物顆粒，為后續鎂合金凝固提供有效形核核心，從而減小鎂合金鑄軋晶粒尺寸，避免生成粗大枝晶。

技術領域

本發明屬于有色金屬加工技術領域，具體涉及一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋裝置及方法，生產的鎂合金帶卷主要應用于3C電子、汽車、航空航天、印刷等領域。

背景技術

鎂合金具有質量輕、電子屏蔽性能好、防輻射、吸震能力強等眾多優點，在航空航天、交通運輸、3C電子等國民經濟主要行業和國防軍工等領域有著廣泛的應用前景。

但是，鎂合金具有密排六方結構，加工成型困難。傳統的鎂合金板、帶材加工制備過程復雜冗長，常用的生產方式包括鑄造、鋸切、銑面、均勻化處理與加熱、熱軋、冷軋(含中間退火)等。導致鎂合金帶材成本居高不下，根據鎂合金的帶材寬度和厚度不同，價格在17-40萬元/噸不等，嚴重影響鎂合金帶材的市場競爭力。

鑄軋技術是一種短流程、低成本板帶坯生產技術，可以省去投資巨大的開坯、熱軋等設備，簡化生產工序、縮短生產周期、減少設備投資、大幅降低生產成本、提高生產效率、節約能源，非常適合制備像鎂合金一樣鑄軋性能優良、變形困難的材料，可以通過鑄軋技術直接生產板帶材。

鎂合金鑄軋凝固過程中，α-Mg在生長的同時向鄰近液相中排出Al、Zn等溶質元素造成溶質在枝晶間未凝固的液相中富集，形成粗大的枝晶組織，并且熔體凝固過程中溶質元素被排擠至鑄坯中心部位，形成中心線偏析和中心疏松，導致鑄軋鎂合金帶材強度和塑性不佳，無法滿足后續直接成形或冷變形的需求。因此，開發出具有細晶組織的鑄軋鎂合金帶材，使其具有較高的綜合力學性能，對鎂合金鑄軋技術的推廣具有重要的現實意義。并且目前鎂合金鑄軋帶坯的厚度在5-8mm之間，無法滿足用戶對鎂合金薄帶的需求，所以鑄軋后的板坯仍需進行反復多道次熱加工，導致板材成材率下降，成本提高。

發明內容

本發明針對鑄軋鎂合金板坯厚度尺寸大，組織粗大，存在中心線偏析和中心疏松等問題，提出一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋裝置及方法，該方法可以降低鑄軋帶材厚度尺寸，細化鎂合金鑄軋晶粒，改善凝固末端的補縮條件，有利于避免或減輕顯微疏松，改善鑄軋顯微組織和力學性能，提高鑄軋帶材質量。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋裝置，包括前液處理系統和鑄軋系統，所述前液處理系統包括前液箱，前液箱側下部具有熔體入口、熔體出口，前液箱內部設置有第一隔板，第一隔板上方具有過濾裝置，所述第一隔板、過濾裝置、與前液箱側壁形成一個腔體，且該腔體與熔體出口連通，前液箱內部還具有第二隔板、機械攪拌裝置，頂部設有氣體通入管道；所述鑄軋系統包括一對水冷軋輥、鑄嘴，前液處理系統的熔體出口與鑄軋系統的鑄嘴相連通。

本發明中，機械攪拌裝置位于靠近熔體入口位置。前液箱中間位置設置的第二隔板，避免熔體攪拌時影響前液箱出口處熔體的流動，并且第二隔板減小攪拌空間，有利于提高熔體的攪拌效率。

本發明中，機械攪拌裝置的數量根據鑄坯尺寸和鑄軋速度進行匹配，機械攪拌裝置數量范圍為1-3個。

本發明中，所述過濾裝置為氧化鎂陶瓷過濾器，過濾鎂液攪拌時帶入的大顆粒夾雜和氧化物，保證鎂液的純凈度。

本發明中，前液箱內靠近熔體入口處設有測溫儀。

本發明還要求保護一種鎂合金薄帶的高速機械攪拌鑄軋方法，包括以下步驟：