专利名称：基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法
技术领域：
本发明涉及的是一种塑性变型技术领域的方法，具体是一种基于挤压螺旋线型带 材展开的薄板生产方法。
背景技术：
薄板具有面积大、质量轻等优点，在航空航天、电子通讯和交通运输等产业有广泛 的应用前景。目前，大多数板材制备，都是采用铸锭轧制成形的。最常见的生产大尺寸薄板 的方法包括对通过将熔融合金注入合适的模具中生产出来的铸锭进行轧制。在合适的温度 下对铸锭进行均勻化处理，扒皮，获得光洁的表面。对经过修整的铸锭进行轧制以生产成板 件，然后通过粗轧、中间轧制、精轧以及最终热处理来生产带材和最终的薄板。这类生产办 法，具有轧制道次多，往复加热，表面质量不好等缺点。经对现有技术文献检索发现，中国专利文献号CN101146922A记载了 “铝合金薄板 及其制造方法”，通过连铸工艺用连铸机制备为5-15mm的板坯；将该板坯卷取成卷；将该 板坯热轧或直接卷起；将得到的板坯冷轧成薄板；用连续退火炉将得到的薄板进行固溶处 理；然后将得到的薄板进行预时效。该类生产方法生产薄板，需要经过多次轧制道次。中国专利文献号CN1764512A记载了 “镁合金薄板及其生产方法”，使用双辊铸造 设备将镁合金铸造成带材，所得到的带材通过均勻化热处理、轧制和退火生产镁合金薄板。 镁合金双棍铸轧(TRC)过程中，温度必须保持在相应的温度范围内，必须在轧制道次之间 需要对合金再次加热。双棍铸轧生产过程中，镁合金薄板需要往复加热，所消耗的时间和能 源相当巨大。另外，双棍铸轧不利于生产厚度小于约1至2mm的带材，不能用来直接生产镁 合金薄板。进一步检索发现，美国专利号6，957，677 记载了 “Manufacture of a strip by extrusion of atube then flattening the tube”(通过挤压管材后展开成带材的方法)， 通过挤压模具把未固化的橡胶挤压成管材后，展开成带材。该类生产方法生产的薄板，其宽 度仅为展开圆管的周长。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于挤压螺旋线型带材展开的薄 板生产方法，与现有技术相比具有更低的制造成本，能够制备得到高质量的薄板。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过将半径为R的坯料挤压在挤压模 具内制成带材后展开成薄板。所述的挤压模具为阿基米德螺旋线型结构，其底面半径为礼，顶部半径R2，且 R2彡礼，螺旋圈数n圈，n彡1，螺旋线长度C = n (^+^)，阿基米德螺旋线线宽为1，螺旋
线间距挤压比为r= ,p^p、，。 n+R2)l所述的挤压是指将坯料在低温下预热，在表面上涂上润滑剂，再将坯料放入高温炉中加热到25-450°C的挤压温度，并保温20-120分钟，然后将加热的坯料迅速放入加热至 25-450 °C的挤压筒中并迅速加压。所述的预热是指在25-200°C环境下预热30-60分钟；所述的润滑剂为石墨油酸或蜡乳液。所述的薄板的厚度等于挤压模具的线宽，薄板的宽度等于挤压模具的螺旋线长 度，薄板的长度等于挤压带材的长度。与以往的薄板生产方法相比，本发明具有的如下优点。其一，工序少，大大降低生产成本，同时，很好的控制材料的组织和性能，通过一次 挤压，一次展开，工序少，避免往返加热，大大节省时间和能源；同时，控制挤压温度，挤压比 等挤压参数，能够很好的控制薄板的组织和性能。制备得到的薄板具有较高的抗拉强度、屈 服强度和延伸率。其二，本发明方法生产的薄板宽度大于其他挤压方法生产的薄板宽度。相对于挤 压管材后展开成薄板的生产办法，本发明方法生产的薄板的宽度明显增加。同时，相对于后 者生产办法，其挤压比减小，大大减小挤压力。其三，薄板表面质量好。相对于双辊铸轧等生产办法相比，本发明方法生产的薄 板，表面质量易控制；同时，薄板一次生产得到，避免轧制过程中的边缘开裂等问题的出现。其四，本发明的生产方法，可以广泛使用于铝合金、镁合金等金属和橡胶等非金属 的薄板制备。
图1为阿基米德螺旋线型带材挤压模具示意图。图2为阿基米德螺旋线型带材挤压模具示意图。图3为挤压阿基米德螺旋线型带材示意图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。实施例1铝合金挤压阿基米德螺旋型带材后展开成薄板本实施例通过将半径为R = 105. 0mm的铝合金，通过阿基米德螺旋线型模具，挤压 成阿基米德螺旋式带材。铝合金挤压，预热温度100°c，预热时间30分钟，石墨油酸作为润 滑剂，挤压温度350°C，保温时间60分钟，挤压筒温度350°C。阿基米德螺旋线型模具，底面 半径队=15. 0mm,顶部半径& = 90. 0mm,螺旋圈数n = 5圈，螺旋线长度C = 1648. 5mm,螺旋 线线宽为1 = 1. 0mm。挤压阿基米德螺旋线型带材后，展开成薄板。薄板的厚度即为1. 0mm, 薄板的宽度即为1648. 5mm，带材的长度即为展开板材的宽度。挤压阿基米德螺旋线型带材， 挤压比为r = 21. 0。相对于105. 0mm半径的铝合金挤压成半径为90. 0mm，壁厚为1mm的管材 后展开成薄板，其薄板的厚度为1mm，薄板的宽度为565. 2mm，挤压比为61. 3。相对于后者方法，采用挤压阿基米德螺旋线型带材后展开成薄板，其宽度增加了
挤压比缩小了 实施例2镁合金挤压阿基米德螺旋型带材后展开成薄板采用本方法，将半径为R = 75. 0mm的镁合金，通过阿基米德螺旋线型模具，挤压成 阿基米德螺旋式带材。镁合金挤压，预热温度100°c，预热时间30分钟；石墨油酸作为润滑 剂；挤压温度350°C，保温时间60分钟；挤压筒温度350°C。阿基米德螺旋线型模具，底面半 径队=15. 0mm,顶部半径R2 = 60. 0mm,螺旋圈数n = 3圈，螺旋线长度C = 706. 7mm,螺旋 线线宽为1 = 1. 0mm。挤压阿基米德螺旋线型带材后，展开成薄板。薄板的厚度即为1. 0mm, 薄板的宽度即为706. 7mm，带材的长度即为展开板材的宽度。挤压阿基米德螺旋线型带材， 挤压比为r = 25. 0。相对于75. 0mm半径的镁合金挤压成半径为60. 0mm，壁厚为1mm的管 材后展开成薄板，其薄板的厚度为1mm，薄板的宽度为376. 8mm，挤压比为46. 9。相对于后者 方法，采用挤压阿基米德螺旋线型带材后展开成薄板，相对于挤压管材后展开成薄板，其宽
度增加了+ _倍，即88%，挤压比减小了
)倍，即88%。实施例3橡胶挤压阿基米德螺旋型带材后展开成薄板 采用本方法，将半径为R = 60. 0mm的橡胶，通过阿基米德螺旋线型模具，挤压成阿 基米德螺旋式带材。橡胶挤压，预热温度50°C，预热时间15分钟，蜡乳液作为润滑剂，挤压 温度120°C，保温时间60分钟，挤压筒温度120°C。阿基米德螺旋线型模具，底面半径队= 15. 0mm,顶部半径R2 = 45. 0mm,螺旋圈数n = 2圈，螺旋线长度C = 376. 8mm,螺旋线线宽为 1 = 1. 0mm。挤压阿基米德螺旋线型带材后，展开成薄板。薄板的厚度即为1.0mm，薄板的 宽度即为376. 8mm，带材的长度即为展开板材的宽度。挤压阿基米德螺旋线型带材，挤压比 为r = 30. 0。相对于60. omm半径的镁合金挤压成半径为45. Omm，壁厚为1mm的管材后展 开成薄板，其薄板的厚度为1mm，薄板的宽度为282. 6mm，挤压比为40. 0。相对于后者方法，
采用挤压阿基米德螺旋线型带材后展开成薄板，其宽度增加了
，挤压
权利要求
一种基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征在于，通过将半径为R的坯料挤压在挤压模具内制成带材后展开成薄板。
2.根据权利要求1所述的基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征是， 所述的挤压模具为阿基米德螺旋线型结构，其底面半径为队，顶部半径R2，且R2 >礼，螺 旋圈数n圈，n > 1，螺旋线长度C = n ji (^+^)，阿基米德螺旋线线宽为1，螺旋线间距为挤压比为”二。、r n+R2)l
3.根据权利要求1所述的基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征是，所 述的挤压是指将坯料在低温下预热，在表面上涂上润滑剂，再将坯料放入高温炉中加热到 25-450°C的挤压温度，并保温20-120分钟，然后将加热的坯料迅速放入加热至25_450°C的 挤压筒中并迅速加压。
4.根据权利要求3所述的基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征是，所 述的预热是指在25-200°C环境下预热30-60分钟。
5.根据权利要求3所述的基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征是，所 述的润滑剂为石墨油酸或蜡乳液。
6.根据权利要求1所述的基于挤压螺旋线型带材展开的薄板生产方法，其特征是，所 述的薄板的厚度等于挤压模具的线宽，薄板的宽度等于挤压模具的螺旋线长度，薄板的长 度等于挤压带材的长度。
全文摘要
一种塑性变型领域的薄板生产方法，通过阿基米德螺旋线型挤压模具将半径为R的坯料挤压成带材后展开成薄板。本发明的特点在于，生产工序少，大大降低生产成本；生产的薄板宽度大于其他挤压方法生产的薄板宽度；相对于轧制等生产方法，本方法生产的薄板组织性能和表面质量易控制；同时，避免轧制过程中的边缘开裂等问题。本生产方法可以广泛使用于铝合金、镁合金等金属和橡胶等非金属的薄板生产。
文档编号B21C23/02GK101856676SQ20101020206
公开日2010年10月13日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者丁文江, 汤晓明, 王锋华, 章帧彦, 董杰, 郑兴伟, 靳丽 申请人:上海交通大学