[實用新型]一種鎂或鎂合金板帶材輸送輥道補溫裝置

有效

• 申請號: 202022278093.8
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN214866141U
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 王文珂;陳文振;張文叢;楊建雷;崔國榮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74;B21B38/00;B21B39/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 劉楊

本實用新型提供一種鎂或鎂合金板帶材輸送輥道補溫裝置，目的在于解決鎂或鎂合金板帶材在輸送過程中上下表面因接觸介質不同而造成的上下表面溫差問題，最終提高鎂合金板帶材的塑性加工能力。所述裝置包括電加熱輸送輥，配備溫度測試裝置、溫度分析模塊、溫度控制模塊等溫度控制和反饋系統。采用該裝置可調節輸送輥的溫度，使鎂或鎂合金板帶材的上下表面在輸送過程中的接觸環境溫度相同，保證鎂或鎂合金板帶材的上下表面在輸送過程中的散熱一致，達到沿厚向溫度均勻。從而使鎂或鎂合金板帶材軋制后獲得更好的顯微組織和力學性能。

技術領域

本實用新型涉及鎂或鎂合金板帶材加工技術領域，具體是一種鎂或鎂合金板帶材輸送輥道補溫裝置。

背景技術

鎂合金作為最輕的金屬結構材料，具有較高的比強度和比剛度，是輕量化領域中最具潛力的輕量化材料，廣泛應用于汽車、電子、國防及航空航天等眾多領域。當前鎂合金產品多以壓鑄件為主。然而，受制于鑄造工藝的特點，鑄造鎂合金往往表現出晶粒粗大、組織缺陷嚴重和綜合力學性能不理想等問題，這極大限制了鎂合金產品在市場上的規模化應用。與鑄造鎂合金不同，變形鎂合金可通過塑性加工和熱處理合理調控其組織，使其具有良好的力學性能。但鎂合金的密排六方晶體結構，使其在室溫下僅有基面滑移易于開動，塑性加工能力較差，因此變形鎂合金的應用未得到規模化發展。

變形溫度升高對鎂合金非基面滑移的開動具有顯著地積極作用，可使鎂合金像鋁合金那樣依靠多種滑移系協調外界變形，塑性加工能力得到極大改善，是目前改善鎂合金塑性加工能力最有效的手段之一。然而，鎂合金比熱容低和散熱快的特點又使其在塑變過程中溫度降幅大且快，變形溫度難以控制，塑性加工產品的形性穩定性差，因此鎂合金塑變過程中的控溫至關重要。更為關鍵的是，適宜鎂合金變形的溫度區間較窄，較小的溫度變化就會影響鎂合金的顯微組織和力學性能，甚至同一鎂合金變形材中的溫度差異還會引起其形狀和力學性能的不穩定。上述形狀和力學性能的不穩定極大限制著變形鎂合金板帶材在市場上的規模化應用。

因此，如何控制鎂或鎂合金板帶材在塑性加工中的溫度是本領域一直以來研究的熱點。目前，本領域針對變形鎂合金制備過程中的控溫方法及裝置已有相關專利報道，但均集中在調節系統溫度、控制鎂合金板帶材的軋制溫度方面。如中國專利ZL201410407171.6《一種鎂及鎂合金板帶溫軋控溫系統》通過鎂及鎂合金板帶軋前預熱加熱、軋輥在線控溫、帶卷在線補溫、環境保溫隔熱及整套控溫設備預熱等多項措施來實現控溫保溫，但該技術僅僅是提高了整個系統的環境溫度，且該技術中涉及的隔熱保護罩，導致維修成本提高、維修不便利，且采用的輔助工裝設計繁雜，成本較高，占用空間大，與軋機設備易于造成干涉等問題。中國專利 ZL201510640182.3《變形鎂合金板帶材在線補溫、恒溫軋制與卷取的方法》通過在軋制流程中設置多個階段用于鎂或鎂帶材軋制過程中的保溫，包括鏈式鑄錠加熱爐預熱、天然氣或電磁感應加熱預熱軋輥、輥底加熱爐預熱。雖然該技術能在線、連續、安全、有效地加熱、補熱，提高生產效率和產品質量，但該技術所涉及的保溫措施難以精確控制溫度，變形溫度波動大，且配備的工裝繁多、成本高、占用空間大、與主機設備易于干涉等諸多問題。

與上述現有技術改進措施均集中在如何調節系統溫度、控制鎂合金板帶材的軋制溫度等方面顯著不同，本發明人在長期實驗過程中發現在變形鎂合金制備工序中，輸送輥道上的鎂合金熱量散失最為嚴重、其溫度也最難控制，特別是鎂合金板帶材的上表面和下表面在輸送過程中因接觸介質不同而造成上下表面不同的散熱能力，最終表現出上下表面較大的溫度差。這種溫度差異導致板材上下表面在進入變形區時產生不同的塑變行為，表現出不同的塑性流動，使變形后板材內部極易形成殘余應力，致使變形后板帶材發生嚴重翹曲，同時上下表面的顯微組織因其溫度差異而形成梯度顯微組織，造成板材力學性能不穩定。因此，解決鎂合金板帶材上下表面因接觸介質不同而造成的上下表面溫差問題是提高鎂合金帶材的塑性加工能力的關鍵。