专利名称：一种展平w状弧形镁合金坯板的工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及有色金属材料加工技术领域，尤其涉及一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺及装置。
背景技术：
镁是地球上最富有的元素之一，在目前工程应用中是质量(1. 74g/cm3)最轻、比强度最高的金属材料，与轻质工程塑料相比，镁合金有较高的弹性和塑性变形能力；与铝合金(2.8g/cm3)相比，镁合金不但轻，而且抗震动和降噪音能力高，并具有很强的耐腐蚀性能、电磁屏蔽性能、防辐射性能、回收利用率高等优点。因此，在交通运输(汽车)、航空航天、凸版印刷、电子(3C产品)和家用电器等支柱产业中是最理想、最实用的轻质结构材料， 被称为“21世纪最具开发和应用潜力的绿色工程材料”。镁合金应用形式主要有铸造镁合金和变形镁合金。变形镁合金经压力轧制、挤压， 具有晶粒细化、强度高、延展性能好等优点，其中镁合金薄板在机械制造、航空航天、汽车、 电子、仪表、化工和数码产品等领域中可望广泛应用，产品附加值和经济效益较高，具有广阔前景。北美、欧洲最早开展对汽车、摩托车用高性能镁合金的研究和应用，近年来镁合金压铸件以及变形镁合金材料的需求量以年平均20%的增幅快速增长，日本已投巨资开展对 3C产品镁合金的研究和应用。与目前较成熟的镁合金铸造技术相比较，镁合金的锻造、挤压、轧制、冲压等塑性加工技术与超塑成型技术的发展则相对较慢。当前国内外生产镁合金薄板一般采用两种工艺
1、铸轧开坯后再精轧铸轧工艺参数控制困难，成熟度较低，技术难度较高。不宜实现卷装连续生产。2、挤压开坯后再精轧，优点是材料组织性能好、容易实现连续生产、成卷供货，缺点是一次性投入大、板型控制困难。由于受到挤压机出口尺寸和挤压力的限制，2500t挤压机开坯宽度一般最大只能达到300左右，而大吨位挤压机造价十分昂贵。 由于镁属于密排六方晶体结构，在室温下只有一个滑移面，滑移面上有3个密排方向，所以室温下只有 3个滑移系，其塑形比面心立方和体心立方都低。室温下，镁合金的塑性较差，变形困难且易出现变形缺陷，这是有镁合金自身性质决定的，也是制约镁合金加工成型的本质原因。在挤压过程中，材料屈服强度越低，工艺稳定性越高；屈强比越小，挤压性能越好。影响因素有 挤压力、挤压速度、模具温度、棒料温度、模具结构、棒料时效工艺、材料的晶粒尺寸等。材料的晶粒尺寸和形状对板材的挤压性能有极大的影响。由此可见，工艺设备的高投入和低效率生产、成品率低造成的高成本限制了高性能镁合金轧制薄板的大批量应用。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺及装置，能够满足轧制镁合金板所需要的力学性能条件、控制板型，以全新理念的挤压模具和配套设备来实现小型挤压机宽幅度开坯的目的。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案
一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺，所述的W状弧形镁合金坯板是镁合金圆棒通过 2500t挤压机和W状弧形挤压分流模具加工得到，其步骤如下
a.第一道初步展平，采用两个相对应的凹、凸弧型轧辊，构成与W状弧形坯板相似的W 状间隙，对通过其之间间隙的W状弧形坯板施压，展宽得到宽幅的镁合金弧形坯板；展宽过程的W状弧形坯板温度通过两个相对应的电加热凹、凸弧型轧辊控制在230°C -280°C ；
b.第二道平板展平，采用由两个上展平辊与三个下展平辊相间构成的宽幅平板状间隙，对通过其之间间隙的展宽的宽幅镁合金弧形坯板进行施压，展平得到宽幅的平整的镁合金弧形坯板；展宽过程的宽幅镁合金弧形坯板温度通过五个电加热的展平辊控制在 230 0C -280 0C ；
c.第三道光整展平，采用两个水平对应构成的薄板间隙，对通过其之间间隙的宽幅的平整镁合金弧形坯板以5%的压下量平整温轧，消除挤压滑移线，将宽幅的镁合金平板展平为2mm-4mm厚的宽幅620mm的镁合金板面；展宽过程的宽幅的平整镁合金弧形坯板温度通过两个上下相对应的电加热展平辊控制在230°C -280°C。一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，包括初步展平机、平板展平机、光整展平机；所述初步展平机的进口位于2500t挤压机出口处，初步展平机的出口与平板展平机的进口对应，平板展平机的的出口与光整展平机对应；所述初步展平机、平板展平机、光整展平机沿镁合金板出料轴线依次排列，且设置有同步工作的控制系统。一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，所述的初步展平机包括弧型轧辊、架体；所述架体上设置的弧型轧辊由上弧型轧辊与下弧型轧辊构成，具有用以调节上弧型轧辊与下弧型轧辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸铰接构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸铰接；所述的上弧型轧辊连接在所述的转动架上；所述的下弧型轧辊通过传动机构与液压马达相连。所述的上弧型轧辊为中间凹，两侧凸的曲线辊型结构，架体上的下弧型轧辊为中间凸，两侧凹与上弧型轧辊辊面吻配的曲线辊型结构；且架体上的下弧型轧辊的曲线与上弧型轧辊的曲线对应，所述上弧型轧辊和下弧型轧辊为电加热弧型轧辊。一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，所述平板展平机具有两个上展平辊和三个下展平辊；所述的两个上展平辊分别位于相邻的三个下展平辊之间；具有用于调整两个上展平辊与三个下展平辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸铰接；所述的两个上展平辊联接在所述的转动架上；所述的三个下展平辊通过传动机构与动力装置连接，所述动力装置为电机；所述五个展平辊为电加热展平辊。一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，所述光整展平机中的下展平辊通过传动机构与动力装置连接，所述动力装置为电机；所述上展平辊与下展平辊为电加热展平辊。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺及装置，能够展平小吨位的挤压设备生产出的半成品W状弧形镁合金坯板，利用两点间的弧线永远比直线长的原理，通过展平曲面来达到增加幅宽的目的，实现W状弧形镁合金坯板的展平。具有工艺优化，设备合理，投资小的特点。
图1是本发明的弧形轧辊的剖面构造图； 图2是平形轧辊剖面构造图3是第一道初步展平机正面示意图； 图4是第一道初步展平机侧面示意图； 图5是第二道平板展平机正面示意图； 图6是第二道平板展平机侧面示意图； 图7是第三道光整展平机示意图中1.弧形轧辊，2.波浪面弧形板，3.电加热棒，4.架体，5.升降油缸，6.液压马达，7.升降油缸，8.展平辊。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1、2、3、4、5、6、7所示一种展平弧形镁合金坯板的工艺，其步骤如下
a.第一道初步展平，采用两个相对应的凹、凸弧型轧辊，构成与W状弧形坯板相似的W 状间隙，对通过其之间间隙的W状弧形坯板施压，展宽得到宽幅的镁合金弧形坯板；展宽过程的W状弧形坯板温度通过两个相对应的电加热凹、凸弧型轧辊控制在230°C -280°C ；
b.第二道平板展平，采用由两个上展平辊与三个下展平辊相间构成的宽幅平板状间隙，对通过其之间间隙的展宽的宽幅镁合金弧形坯板进行施压，展平得到宽幅的平整的镁合金弧形坯板；展宽过程的宽幅镁合金弧形坯板温度通过五个电加热的展平辊控制在 230 0C -280 0C ；
c.第三道光整展平，采用两个水平对应构成的薄板间隙，对通过其之间间隙的宽幅的平整镁合金弧形坯板以5%的压下量平整温轧，消除挤压滑移线，将宽幅的镁合金平板展平为2mm-4mm厚的宽幅620mm的镁合金板面；展宽过程的宽幅的平整镁合金弧形坯板温度通过两个上下相对应的电加热展平辊控制在230°C -280°C ；
如图1、2、3、4、5、6、7所示一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，包括初步展平机、平板展平机、光整展平机；所述初步展平机的进口位于2500t挤压机出口处，初步展平机的出口与平板展平机的进口对应，平板展平机的的出口与光整展平机对应；所述初步展平机、平板展平机、光整展平机沿镁合金板出料轴线依次排列，设置有同步工作的控制系统。一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，如图3、图4所示，所述初步展平机包括架体、弧型轧辊1，弧型轧辊1由上弧型轧辊和下弧型轧辊构成，所述架体4上设置有用于调节上弧型轧辊与下弧型轧辊相对间距位置的调节间隙机构，所述间隙调节机构由铰接在架体的上弧型轧辊的转动架与升降油缸5连接，即上弧型轧辊的转动架两端分别与架体4和固定在架体上的升降油缸5铰接，上弧型轧辊与架体上静态的下弧型轧辊之间设置有一定间隙，用于辊轧镁合金弧形板2的弧面展开宽度，及调整辊轧波浪面弧形板2的厚度。
所述架体4上的下弧型轧辊通过传动机构与液压马达6相连。所述上弧型轧辊为中间凹，两侧凸的曲线辊型结构，架体4上设置的下弧型轧辊为中间凸，两侧凹的的曲线辊型结构，且下弧型轧辊的曲线与上弧型轧辊的曲线对应，所述上弧型轧辊和下弧型轧辊为电加热弧型轧辊。如图5、图6所示，所述平板展平机具有两个上展平辊和三个下展平辊；所述的两个上展平辊分别位于相邻的三个下展平辊之间；具有用于调整两个上展平辊与三个下展平辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸 7构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸7铰接；所述的两个上展平辊联接在所述的转动架上；所述的三个下展平辊通过传动机构与动力装置连接。五个展平辊为电加热展平辊。所述光整展平机由架体上设置的两个展平辊上下水平对应构成，下展平辊通过传动机构与动力装置连接，动力装置为电机；所述上展平辊与下展平辊为电加热展平辊。所述弧型轧辊1、平面轧辊8为空心辊，内部装置电加热棒3，并有温控装置随时调节轧辊温度。下面以AZ31镁合金为例
镁合金铸造坯锭在230° C—350° C范围内进行5道次多轴锻打，经过锻打后的坯锭在460° C高温时效处理后，被加工成ΦΜΟπιπι的圆柱棒坯。圆柱棒坯加热至380° C— 420° C、送至2500t挤压机挤压，通过挤压模具被挤压成镁合金弧形板2。为顺利将弧形板带展开为平板前得到较好的板型，本发明采用三道逐次展平。第一道弧辊展平机进行预展平，镁合金弧形板2由如图3、图4所示的第一道初步展平机进行预展平，展平扎辊如图1所示；随后进入第二道平板展平机，如图5、图6所示，被展开成镁合金平板、带。平型扎辊结构如图2所示；为保证平板、或带的表面质量和板型，第三道光整展平机如图5所示，平型轧辊结构如图2所示，光整展平机以5%的压下量对展平后的镁合金板进行温轧，能显著消除镁板表面的挤压滑痕，最终达到幅宽620mm、表面质量和板型合格的镁合金板，获得满意板面。为保证镁合金板质量，镁合金板在展平和温轧期间，温度要保持在230° C.为保证镁合金板在展平轧制过程中的温度条件，轧辊制成空心辊，内部装置电热棒3，并有温控装置，随时调节轧辊温度，以补充镁板热量损失。
权利要求
1.一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺，其特征在于其步骤如下a.第一道初步展平，采用两个相对应的凹、凸弧型轧辊，构成与W状弧形坯板相似的W 状间隙，对通过其之间间隙的W状弧形坯板施压，展宽得到宽幅的镁合金弧形坯板；展宽过程的W状弧形坯板温度通过两个相对应的电加热凹、凸弧型轧辊控制在230°C -280°C ；b.第二道平板展平，采用由两个上展平辊与三个下展平辊相间构成的宽幅平板状间隙，对通过其之间间隙的展宽的宽幅镁合金弧形坯板进行施压，展平得到宽幅的平整的镁合金弧形坯板；展宽过程的宽幅镁合金弧形坯板温度通过五个电加热的展平辊控制在 230 0C -280 0C ；c.第三道光整展平，采用两个水平对应构成的薄板间隙，对通过其之间间隙的宽幅的平整镁合金弧形坯板以5%的压下量平整温轧，消除挤压滑移线，将宽幅的镁合金平板展平为20mm-40mm厚的宽幅620mm的镁合金板面；展宽过程的宽幅的平整镁合金弧形坯板温度通过两个上下相对应的电加热展平辊控制在230°C -280°C。
2.如权利要求1所述的一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，其特征在于所述初步展平机包括架体、弧型轧辊；弧型轧辊包括上弧型轧辊和下弧型轧辊；所述架体(4)上设置有用于调节上弧型轧辊与下弧型轧辊相对间距位置的调节间隙机构，所述间隙调节机构由铰接在架体的上弧型轧辊的转动架与升降油缸(5)连接，即上弧型轧辊的转动架两端分别与架体4和固定在架体上的升降油缸(5)铰接，上弧型轧辊与架体上静态的下弧型轧辊之间设置有一定间隙，用于辊轧镁合金弧形板2的弧面展开宽度，及调整辊轧波浪面弧形板2的厚度；所述架体(4)上的下弧型轧辊通过传动机构与液压马达(6)相连；所述上弧型轧辊为中间凹，两侧凸的曲线辊型结构，架体4上设置的下弧型轧辊为中间凸，两侧凹的的曲线辊型结构，且下弧型轧辊的曲线与上弧型轧辊的曲线对应，所述上弧型轧辊和下弧型轧辊为电加热弧型轧辊。
3.如权利要求1所述的一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，其特征在于所述平板展平机具有两个上展平辊和三个下展平辊；所述的两个上展平辊分别位于相邻的三个下展平辊之间；具有用于调整两个上展平辊与三个下展平辊相对间距位置的调节间隙机构，所述的调节间隙机构由转动架和固定在架体的升降油缸(7)构成；所述的转动架的两端分别与架体、升降油缸(7)铰接；所述的两个上展平辊联接在所述的转动架上；所述的三个下展平辊通过传动机构与动力装置连接，动力装置为电机；五个展平辊为电加热展平辊。
4.如权利要求1所述的一种展平W状弧形镁合金坯板的装置，其特征在于所述光整展平机由架体上设置的两个展平辊上下水平对应构成，下展平辊通过传动机构与动力装置连接，动力装置为电机；所述上展平辊与下展平辊为电加热展平辊。
全文摘要
本发明涉及有色金属新材料加工技术领域，公开一种展平W状弧形镁合金坯板的工艺及装置。所述工艺是将W状弧形板进行三道逐次展平，一采用弧辊展平机两个相对应的凹、凸弧型轧辊构成的W状间隙进行展宽，二采用五辊展平机得到平整的镁合金板，三采用光整展平机，以5%的压下量平整温轧，消除挤压滑移线，展平为2mm-4mm厚的宽幅620mm的镁合金板面；所述装置由与挤压机出口处沿镁合金板出料轴线排列的初步展平机、平板展平机、光整展平机和同步控制系统组成。本发明能够展平小吨位挤压机产出的半成品W状弧形镁合金坯板，通过展平曲面来达到增加幅宽的目的，实现W状弧形镁合金坯板的展平。具有工艺优化，设备合理，投资小的特点。
文档编号B21B15/00GK102430575SQ20111040487
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者李跃华, 胡明德 申请人:李跃华