专利名称：一种用于生产弧形镁合金板的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有色金属新材料加工技术领域，尤其涉及ー种用于生产弧形镁合金板的设备。
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(I. 74g/cm3)最轻、t匕強度最高的金属材料，与轻质工程塑料相比，镁合金有较高的弾性和塑性变形能力；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緑色工程材料”。镁合金应用形式主要有铸造镁合金和变形镁合金。变形镁合金经压カ轧制、挤压，具有晶粒细化、強度高、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%的増幅快速增长，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鋳造技术相比较，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エ艺I、铸轧开坯后再精轧铸轧エ艺參数控制困难，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。由于受到挤压机出ロ尺寸和挤压カ的限制，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，材料屈服強度越低，エ艺稳定性越高；屈強比越小，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、棒料时效エ艺、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，エ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。
实用新型内容为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供ー种用于生产弧形镁合金坯板的设备，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，本实用新型采用如下技术方案ー种用于生产弧形镁合金板的设备，包括挤压机、棒料加热机，所述挤压机内设置有W状弧形挤压分流模具，W状弧形挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；所述W状弧形挤压分流模至少由ー组W状弧形挤压分流模板组合构成，每组由三个带W状弧形空腔结构的圆板型模板组成，三个圆板型模板分别为分流焊合室模板、W型波浪状工作模板、强度支撑模垫模板。ー种用于生产弧形镁合金板的设备，所述分流焊合室模板具有两个近似圆形的腔体与弧形通道连通构成；所述两个近似圆形的腔体与弧形通道上端的凹道形成上弧形结构，所述两个近似圆形的腔体与弧形通道下端的凸道分别形成两个带角形的下弧形结构。ー种用于生产弧形镁合金板的设备，所述W型波浪状工作模板具由两个下弧形结 构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度大于每个下弧形结构的弧度。ー种用于生产弧形镁合金板的设备，所述强度支撑垫模板具有两个下弧形结构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度等于每个下弧形结构的弧度。由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性ー种用于生产弧形镁合金坯的设备，是ー种能够以小吨位的挤压设备成卷开坯宽幅镁合金板的生产装置，它是以小吨位挤压机为中心，及配套的模具生产出宽幅镁合金板带的坯板一W状弧形镁合金坯板，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；具有エ艺优化，设备合理，生产超出挤压机出ロ尺寸的宽幅镁合金板帯。以较小的投资、完成宽幅镁合金板带的生产。
图I是本实用新型展宽W状弧形镁合金坯板的设备结构示意图；图2是生产展宽W状弧形镁合金坯板的分流焊合室模板结构示意图；图3是生产展宽W状弧形镁合金坯板的W型波浪状工作模板结构示意图；图4是生产展宽W状弧形镁合金坯板的強度支撑模垫模板结构示意图；图中1·前横梁，2.模具室，3.剪切机构，4.盛锭筒，5.上导轨，6.张カ柱，7.供锭器，8.活塞托架，9.液压系统，10.冷却器，11.油箱，12.主电柜，13.油泵，14.基座，15.充液阀，16.副油缸，17.主油缸，18.主柱塞，19.挤压杆，20.导轨，21换模缸，22.移模机构，23.锁紧油缸。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。如图1、2、3、4所不ー种用于生产弧形镁合金板的设备,包括挤压机、棒料加热机，所述挤压机由前横梁I、模具室2、剪切机构3、盛锭筒4、上导轨5、张カ柱6、供锭器7、活塞托架8、液压系统9、冷却器10、油箱11、主电柜12、油泵13、基座14、充液阀15、副油缸16、主油缸17、主柱塞18、挤压筒19、导轨20、换模缸21、移模机构22、锁紧油缸23组成；所述的挤压机为现有普遍使用的设备，棒料加热机为现有普遍使用的为挤压机提供加热棒料的设备；本实用新型采用现有结构的挤压机、棒料加热机。所述挤压机内设置有W状弧形挤压分流模具，W状弧形挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；所述W状弧形挤压分流模至少由ー组W状弧形挤压分流模板组合构成，每组由三个带W状弧形空腔结构的圆板型模板组成，三个圆板型模板分别为分流焊合室模板、W型波浪状工作模板、强度支撑模垫模板。所述分流焊合室模板具有两个近似圆形的腔体与弧形通道连通构成；所述两个近似圆形的腔体与弧形通道上端的凹道形成上弧形结构，所述两个近似圆形的腔体与弧形通道下端的凸道分别形成两个带角形的小下弧形结构。所述W型波浪状工作模板具有两个下弧形结构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度大于每个下弧形结构的弧度。所述强度支撑垫模板具有两个下弧形结构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度等于每个下弧形结构的弧度。下面以AZ31镁合金为例镁合金铸态棒料去掉表面铸造冷隔、加工成￠ 600圆棒，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Φ240πιπι的圆柱棒坯。处理后的镁合金材料在电子显微镜下，TEM组织颗粒平均d=0. 8 μ m。挤压エ艺条件，从镁合金状态图中可以得到某种镁合金的熔化温度和合金中有第二相析出时温度。于是可以得到挤压温度范围在这两个温度范围内，但这只是ー个粗略的温度范围。为了比较准确的确定该种镁合金的挤压温度范围，需要对这种镁合金的塑性图和变形抗力图以及再结晶图加以分析研究。从镁合金的塑性图可以得到在某个温度范围内其塑性最高。于是坯料的加热温度范围可以选择在这个温度范围之内。Mg-Al-Zn合金状态图是确定镁合金挤压温度的首要依据。AZ31的熔化温度是603°C。从230°C开始，合金中有第二相析出。因此，AZ31的挤压温度范围一定在230 603°C范围内。从AZ31镁合金的塑性图看出，在350 400°C的温度范围内塑性最高。挤压时坯料加热温度为400°C。镁合金变形温度范围狭窄，导热性良好，遇到冷模会产生急冷而产生裂纹。所以挤压前要对模具进行预热，其作用是，减小模具与毛坯接触时的温差，使挤压毛坯放入模具时毛坯降温不致过大而使塑性降低，变形抗力増加；同时可避免毛坯表面和中心层温差过大，使变形不均匀性增加，以至造成挤压件和模具的损坏。由于坯料与模具接触面积大，接触时间长，模具必须加热到比坯料稍低的温度，故模具预热温度范围为260 300°C。被加热至380° C — 420° C的圆柱棒坯送至2500t挤压机挤压，挤压机结构由图I所示(采用现有的挤压机结构)；圆柱棒通过图2a的分流焊合室模板、图2b的W型波浪状工作模板、图2c的強度支撑模垫模板中所示的组合W状弧形挤压模具，被挤压成如图3所示的W型波浪状镁合金弧形板。挤压时，模具加热温度为380 430°C、挤压筒加热温度为280 320 °C。W状弧形挤压模具是根据2500t挤压机的设计出料ロ最大尺寸约400mm左右，最大出料幅宽约330mm，设计出来的，如先将板带挤压成圆筒形或弧形，然后后续エ序采用特殊 展平设备予以展平，已得到宽幅的板帯。考虑到挤压模具的強度和加工难度、拆卸清洗、修模的因素，本实用新型采用了 W状弧形挤压分流模具。
权利要求1.ー种用于生产弧形镁合金板的设备，包括挤压机、棒料加热机，其特征在于所述挤压机内设置有W状弧形挤压分流模具，W状弧形挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；所述W状弧形挤压分流模由至少ー组W状弧形挤压分流模板组合构成，每组由三个带W状弧形空腔结构的圆板型模板组成，三个圆板型模板分别为分流焊合室模板、W型波浪状エ作模板、強度支撑模垫模板。
2.根据权利要求I所述的ー种用于生产弧形镁合金板的设备，其特征在于所述分流焊合室模板具有两个近似圆形的腔体与弧形通道连通构成；所述两个近似圆形的腔体与弧形通道上端的凹道形成上弧形结构，所述两个近似圆形的腔体与弧形通道下端的凸道分别形成两个带角形的下弧形结构。
3.根据权利要求I所述的ー种用于生产弧形镁合金板的设备，其特征在于所述W型波浪状工作模板具有两个下弧形结构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度大于每个下弧形结构的弧度。
4.根据权利要求I所述的ー种用于生产弧形镁合金板的设备，其特征在于所述强度支撑垫模板具有两个下弧形结构与上弧形结构结合形成的W型波浪状结构，上弧形结构的弧度等于每个下弧形结构的弧度。
专利摘要本实用新型涉及有色金属材料加工技术领域，公开一种用于生产弧形镁合金板的设备。所述设备包括挤压机、棒料加热机，所述挤压机内设置有W状弧形挤压分流模具，W状弧形挤压分流模具的入口端设置有棒料加热机；所述W状弧形挤压分流模由至少一组W状弧形挤压分流模板组合构成，每组由三个带W状弧形空腔结构的圆板型模板组成，三个圆板型模板分别为分流焊合室模板、W型波浪状工作模板、强度支撑模垫模板。本实用新型能够生产出W状弧形镁合金坯板，用于生产超出挤压机出口尺寸的宽幅镁合金板带。以较小的投资、完成宽幅镁合金板带的生产，具有工艺优化，设备合理。
文档编号B21C25/02GK202398645SQ201120507198
公开日2012年8月29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