[發(fā)明專利]利用圓形錠坯生產(chǎn)合金/金屬基復(fù)合材料板材的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011397580.4
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112692514B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周小軍;柴祥;劉洋;柴東朗;周根樹;張艷
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省西交輕質(zhì)合金新材料研究院有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C21D1/18;C21D9/00;C22F1/04;C22F1/06;C22F1/18;C22F1/08;C22F1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明公開了一種利用圓形錠坯生產(chǎn)合金/金屬基復(fù)合材料板材的方法，將符合要求的合金/金屬基復(fù)合材料圓錠熱擠壓為板坯，根據(jù)最終要軋制的板材寬度把板坯切割為擠壓板坯分段，把擠壓板坯分段沿著長邊180°拼接對焊為待軋板坯，把待軋板坯旋轉(zhuǎn)90°送入軋機軋制為帶焊縫拼接寬幅板，切掉焊縫成為成品板材。本發(fā)明方法可以用圓錠坯來生產(chǎn)大規(guī)格的寬幅板材，材料利用率高，且生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程中材料不易開裂報廢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及板材制造領(lǐng)域，具體涉及一種利用圓形錠坯生產(chǎn)合金/金屬基復(fù)合材料板材的方法。

背景技術(shù)

板材是金屬材料的最重要品類之一，產(chǎn)量和用量都是占比最高的，例如鋁合金板材占所有鋁合金材料總量超過50％，航空級鋁合金中板材占比超過90％。

目前生產(chǎn)板材最常用的方法是直接以上游工序生產(chǎn)的扁形合金錠(扁錠)為坯料，采用對扁錠分道次軋制的方式得到板材。然而這種加工方法有一個前提條件就是要求坯料為扁錠，也就是截面為近似矩形。但在實際工業(yè)生產(chǎn)中總會不可避免的存在需要用圓形合金錠(圓錠)來生產(chǎn)板材的情況，即坯料為圓錠，但卻要生產(chǎn)板材產(chǎn)品。這個時候就給工藝實現(xiàn)帶來了一定困難。

目前，合金或金屬基復(fù)合材料(包括鋁合金、鋁鋰合金、鎂合金、鈦合金、銅合金、鋁基復(fù)合材料)利用圓錠坯(圓錠的制備方法包括鑄造、噴射成形、粉末冶金、3D打印)生產(chǎn)板材的方法主要有以下幾種：

1、直接鍛造成板材。首先，該種方法只能生產(chǎn)長寬規(guī)格比較小的厚板，因為受鍛壓機工作平臺尺寸的限制，并且當(dāng)厚度減小到一定尺寸后鍛板會迅速降溫至可鍛溫度以下。其次，該方法對前文所述的方法生產(chǎn)的圓錠坯進行直接開坯鍛造，鍛造開裂的風(fēng)險很高，錠坯容易在鍛造環(huán)節(jié)直接報廢。

2、鍛造成板坯，然后軋制。該種方法由于軋制前要切邊并且銑削加工表面，因此材料的利用率非常低。其次，該方法和也存在方法1中描述的問題，對圓錠坯進行直接開坯鍛造，錠坯容易在鍛造環(huán)節(jié)直接報廢。

3、擠壓成板材(窄幅擠壓板)。首先，該種方法生產(chǎn)的板材微觀組織是擠壓帶材組織，有明確的各項異性(沿著擠壓方向性能顯著高于橫向)。其次，擠壓板材的寬度非常窄(絕大多數(shù)情況下小于擠壓所用圓錠的直徑)；

4、擠壓成板坯后進一步軋制。該種方法主要是沿著擠壓方向軋制，由于軋制板材時寬度方向尺寸幾乎不增長，只會沿著長度方向邊長，所以軋板的寬度尺寸始終等同于擠壓板的寬度a，擠壓寬度a是比較小的，通常小于圓錠的直徑，所以軋的板子也不可能寬，尺寸很小，難以滿足寬幅板材需求。如果把擠壓的板坯沿擠壓方向旋轉(zhuǎn)90°橫軋的話，擠壓板坯的寬度方向就變成了軋制的長度方向，但這個長度方向的尺寸a往往小于兩個傳輸輥道間距，甚至小于工作輥直徑，在實際生產(chǎn)中難以實現(xiàn)，例如出現(xiàn)坯料會掉進輥道坑，軋輥咬不住，坯料卷入軋輥等問題。

5、擠壓成管材后切開展平為厚板材，或者擠壓成管材切開展平后軋制為板材。該方法工序較為復(fù)雜，另外對合金成形性要求比較高，展平過程中容易出現(xiàn)開裂、表面褶皺等缺陷。

6、斜軋成管材后切開展平，或者斜軋成管材切開展平后進一步軋制為板材。該方法生產(chǎn)板材也會出現(xiàn)和方法5中所描述的同樣的問題。

綜上所述，現(xiàn)有方法主要存在以下問題：

1、生產(chǎn)的板材寬度尺寸小，不能夠滿足寬幅板材的規(guī)格尺寸要求；

2、工藝復(fù)雜，生產(chǎn)過程中報廢率高，材料利用率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供利用圓形錠坯生產(chǎn)合金/金屬基復(fù)合材料板材的方法，以解決工程實際中只有圓形錠坯，卻需要寬幅板材產(chǎn)品，現(xiàn)有利用圓錠生產(chǎn)板材的方法中存在的問題，本發(fā)明提供的方法可以用圓錠坯來生產(chǎn)大規(guī)格的寬幅板材，材料利用率高，另外生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程中材料不易開裂報廢。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：