CN102179422B - 金属平面板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属平面板材的制备方法,包括:应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,所述曲面板材包括第一端部和第二端部,所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形;应用宽展设备将所述曲面板材展开,形成表面为平面的平面板材。本发明的金属平面板材的制备方法,先将金属坯料挤压成曲面板材,再将该曲面板材宽展成表面为平面的平面板材,使得在挤压设备的挤压筒直径一定的情况下,能够制备出较大宽度的金属平面板材。

Description

金属平面板材的制备方法
技术领域
本发明涉及板材的制备技术,尤其涉及一种金属平面板材的制备方法。
背景技术
大规格镁合金板材在航空航天器制造、交通运输装备,特别是现代轨道交通运输装备制造中有很好的应用前景。
现有制备镁合金板材的方法可以采用挤压的方法,通过挤压设备将镁合金锭坯挤压成镁合金板材。在挤压形成板材时,形成的板材的宽度受到锭坯直径的约束;锭坯直径受到挤压设备的挤压筒直径的限制;而挤压筒直径由挤压机的最大挤压能力决定;其中现有的挤压设备中的挤压筒通常为圆柱形。
现有的万吨挤压机的圆形挤压筒直径最大为600mm,由此挤压出的板材的宽度最多能达到600mm。由此,根据现有的挤压方法无法制备更大宽度的板材。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属平面板材的制备方法,以制备具有较大宽度的板材。
本发明提供一种金属平面板材的制备方法,包括:
应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,所述曲面板材包括第一端部和第二端部,所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形;
应用宽展设备将所述曲面板材展开,形成表面为平面的平面板材。
其中,可以通过以下方法应用宽展设备将所述曲面板材展开:应用拉伸宽展设备对所述第一端部和所述第二端部向外施加拉力,将所述曲面板材拉伸成所述平面板材。
也可以通过以下方法应用宽展设备将所述曲面板材展开:应用辊压宽展设备对所述曲面板材进行辊压处理,将所述曲面板材辊压成所述平面板材。
进一步的,所述辊压宽展设备包括多组辊轮,每组辊轮包括两个辊轮,所述两个辊轮对称的位于所述曲面板材表面的两侧;所述辊轮的转轴与所述第一端部和所述第二端部的直线连线相平行。所述应用辊压宽展设备对所述曲面板材进行辊压处理包括:应用所述多组辊轮依次对所述曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一部位相对于前一部位逐渐远离所述第一端部或所述第二端部,并逐渐靠近所述曲面板材的中间部位;或者,应用所述多组辊轮依次对所述曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一部位相对于前一部位逐渐靠近所述第一端部或所述第二端部,并逐渐远离所述曲面板材的中间部位。
进一步的,所述挤压设备的挤压模具的出料口呈所述波浪形,所述波浪形具有奇数个波峰和偶数个波谷,或者所述波浪形具有偶数个波峰和奇数个波谷。
本发明的金属平面板材的制备方法,先将金属坯料挤压成曲面板材,再将该曲面板材宽展成表面为平面的平面板材,使得在挤压设备的挤压筒直径一定的情况下,能够制备出较大宽度的金属平面板材。
附图说明
图1A为本发明方法实施例一的流程示意图;
图1B为本发明方法实施例一的中的挤压机的示意图;
图2为图1A所示挤压机的挤压模具沿A-A’方向的截面图;
图3为本发明方法实施例一中的曲面板材的示意图;
图4为图3所示曲面板材沿B-B’方向的截面图;
图5为本发明方法实施例二中拉伸曲面板材的示意图;
图6为本发明辊压宽展设备的示意图;
图7A为图6所示的辊压宽展设备中曲面板材辊压宽展机的主视图;
图7B为图6所示的辊压宽展设备中曲面板材辊压宽展机的俯视图;
图7C为图7A所示的曲面板材辊压宽展机沿C-C’方向的截面图;
图8A、图8B和图8C为本发明方法实施例三中宽展曲面板材的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
方法实施例一,图1A为本发明方法实施例一的流程示意图,如图1A所示,该方法可以包括以下步骤:
步骤101、应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,曲面板材包括第一端部和第二端部,该曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。
本发明实施例中的挤压设备可以为挤压机。图1B为本发明方法实施例一中的挤压机的示意图,如图1B所示,挤压机包括:主油缸10、副油缸11、张立柱12、后梁13、主柱塞14、挤压杆15、挤压垫151、挤压筒16、挤压模具17、前梁18、锁紧螺母19。本发明使用的挤压机可以使用现有的挤压机。
使用挤压机将金属坯料挤压成曲面板材的过程为:
(1)挤压筒16在合模油缸的推动下沿导轨前移,与安装于前梁18上的模具架(图中未示出)对中,完成合模;(2)由送料机构将金属坯料送至挤压筒16前,然后采用组合液压系统,主油缸10打开,副油缸11动作,推动挤压杆15前移并将该金属坯料送入挤压筒16的挤压腔内;(3)副油缸11继续动作达到设定压力后,主油缸10和副油缸11同时作用,挤压杆15与挤压垫151同步前移,金属坯料经挤压模具17挤出,形成曲面板材并从前梁18出口送出。
图2为图1A所示挤压机的挤压模具沿A-A’方向的截面图,图3为本发明方法实施例一中的曲面板材的示意图,图4为图3所示曲面板材沿B-B’方的截面图。如图2所示,挤压模具17的A-A’方向的截面包括具有一定厚度的波浪形的出口,即该挤压模具的出料口呈该波浪形,由此,由该挤压模具挤压出的曲面板材的截面与该挤压模具出料口的形状相同,该波浪形具有波峰和波谷;经由挤压机挤压出的曲面板材参见图3和图4。
曲面板材包括第一端部22和第二端部23,曲面板材的表面由第一端部22至第二端部23呈波浪形。曲面板材沿B-B’方向的截面与挤压模具17沿A-A’方向的截面相对应。
如图4所示,挤压出的曲面板材的宽度为b、高度为h、厚度为t、长度可以任意;曲面板材的截面具有波峰和波谷。
可以根据挤压机挤压能力的大小和需要平面板材的宽度,调整挤压模具17的出口形状,以调整挤压出的曲面板材的厚度、波峰和波谷的幅度与数量;其中,波峰和波谷的幅度相当于曲面板材的高度。
步骤102、应用宽展设备将曲面板材展开,形成表面为平面的平面板材。
在挤压出曲面板材后,应用宽展设备将该曲面板材宽展开,得到宽度较大的表面为平面的平面板材。
其中,将曲面板材宽展开的方法可以包括以下两种:一、在曲面板材沿B-B’方向的两端施加拉力,将曲面板材沿B-B’方向向外宽展开;二、对曲面板材的表面进行辊压处理,将曲面板材辊压成平面板材。
本发明实施例,先利用挤压机挤压出曲面板材,然后再将该曲面板材宽展开;在挤压机的挤压能力一定时,挤压筒的最大直径就是确定的,在挤压筒直径确定的情况下,与现有的直接挤压出平面板材相比,本发明实施例采用的先挤压出曲面板材再宽展的方式,可以得到宽度较大的平面板材。
方法实施例二
步骤201、应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,曲面板材包括第一端部和第二端部,曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。
该步骤的具体过程参见方法实施例一步骤101中的描述,在此不再赘述。
步骤202、应用拉伸宽展设备对第一端部和第二端部向外施加拉力,将曲面板材拉伸成平面板材。
应用拉伸宽展设备,如图5所示,对曲面板材的第一端部22和第二端部23分别向外施加拉力F1和F2,使曲面板材向外被拉伸,最终被拉伸成平面板材,图5为本发明方法实施例二中拉伸曲面板材的示意图。
本发明实施例,先利用挤压机挤压出曲面板材,然后再将该曲面板材宽展开;在挤压机的挤压能力一定时,挤压筒的最大直径就是确定的,在挤压筒直径确定的情况下,与现有的直接挤压出平面板材相比,本发明实施例采用的先挤压出曲面板材再宽展的方式,可以得到宽度较大的平面板材。
方法实施例三
步骤301、应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,曲面板材包括第一端部和第二端部,曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。
该步骤的具体过程参见方法实施例一步骤101中的描述,在此不再赘述。
其中,为了有利于后续的辊压过程,挤压出的曲面板材表面所呈的波浪形优选的具有奇数个波峰和偶数个波谷,或者具有偶数个波峰和奇数个波谷,由此,挤压模具的出料口所呈的波浪形,对应的也具有奇数个波峰和偶数个波谷,或者,具有偶数个波峰和奇数个波谷。
步骤302、应用辊压宽展设备对曲面板材进行辊压处理,将曲面板材辊压成平面板材。
在挤压出曲面板材后,采用辊压宽展设备对曲面板材进行辊压处理。图6为本发明辊压宽展设备的示意图。图7A为图6所示的辊压宽展设备中曲面板材辊压宽展机的主视图。图7B为图6所示的辊压宽展设备中曲面板材辊压宽展机的俯视图。图7C为图7A所示的曲面板材辊压宽展机沿C-C’方向的截面图。图8A、图8B和图8C为本发明方法实施例三中宽展曲面板材的示意图。
如图6所示,辊压宽展设备可以包括:加热装置、送料台、曲面板材辊压宽展机、剪板机、卷取机、驱动及控制部分(图中未示出),该辊压宽展设备工作的流程可以为:挤压出的曲面板材经送料台被送至曲面板材辊压宽展机,其中在送料台上的曲面板材被加热装置加热并保温;曲面板材辊压宽展机利用其包括的多组辊轮将曲面板材辊压成平面板材;由曲面板材辊压宽展机辊压得到的平面板材可以被卷取机卷绕成卷,其中,可以根据所需平面板材的长度,用剪板机将板材剪断,以得到任意所需长度的板材。
曲面板材辊压宽展机的结构如图7A、图7B和图7C所示。曲面板材辊压宽展机可以包括有多组辊轮,其中每组辊轮包括两个辊轮,具体的每组辊轮可以包括上整型辊和和下整型辊,上整型辊和下整型辊分别位于曲面板材表面的两侧,例如位于曲面板材的上下两侧;并且,每个辊轮沿曲面板材的第一端部和第二端部的曲面连线进行转动,每个辊轮的转轴与第一端部和第二端部的直线连线相平行。具体的,参见图7A、图7B和图7C,曲面板材辊压宽展机可以包括:调速机构、传动机构、机架、多组辊轮、辊缝调整装置等。
每组辊轮包括一个上整型辊和一个下整型辊,上整型辊和下整型辊之间设置有辊缝;多组辊轮依次排布在曲面板材辊压宽展机的进料口和出料口之间;
辊缝调整装置与每组辊轮相连,用于调整每组辊轮之间的辊缝;例如:可以在一个上整型辊和一个下整型辊之间设置弹簧,通过调整对弹簧的压力来调整辊缝的大小;
传动机构与每组辊轮相连;具体的,传动机构通过传动轮与辊轮相连;
调速机构与传动机构相连,用于通过传动机构,调整辊轮的转速。
采用曲面板材辊压宽展机对曲面板材进行辊压时,可以包括以下三种方式:
第一种方式:参见图8A,对曲面板材整体进行辊压;具体过程可以包括:采用多组辊轮对曲面板材进行辊压处理,被每一辊轮辊压过的曲面板材的波峰和波谷的幅度都比被该辊轮辊压之前的幅度小。参见图8A,被多组辊轮辊压后,曲面板材变成平面板材。
第二种方式:参见图8B,先对曲面板材的中间进行辊压,然后逐渐由中间向两端(第一端部和第二端部)对曲面板材进行辊压;具体过程可以包括:采用多组辊轮依次对曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一被辊压的部位相对于前一被辊压的部位逐渐远离曲面板材的中间部位,并逐渐靠近第一端部或第二端部。
第三种方式:参见图8C,先对曲面板材的两端(第一端部和第二端部)进行辊压,然后逐渐由两端向中间对曲面板材进行辊压;具体过程可以包括:采用多组辊轮依次对曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一被辊压的部位相对于前一被辊压的部位逐渐远离第一端部或第二端部,并逐渐靠近曲面板材的中间部位。
采用本发明实施例的方法,可以制得宽度较大的宽幅金属平面板材,尤其可以制备宽幅镁合金平面板材。利用本发明实施例的方法制备镁合金平面板材可以具有以下优点:
(1)制得的镁合金平面板材带产品性能良好、设备投资小、能耗低、成品率高、生产成本低。
(2)可以大规模生产性能良好的宽幅镁合金平面板材。
(3)制得的镁合金平面板材的宽度可以是挤压机出口宽度的几倍,在挤压机吨位相同的情况下,生产出的板材宽度比现有的挤压方法制得的板材宽度更宽。如:4500吨挤压机用现有的几种方法生产出平面板材的宽度不超过500毫米,而用本发明的方法可生产出宽幅超过1200毫米以上的平面板材。
(4)在同等挤压比的情况下,由于制品面积相同宽幅增加,可以挤压出比以前挤压板方法更薄的板坯。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种金属平面板材的制备方法,其特征在于,包括:
应用挤压设备将金属坯料挤压成曲面板材,所述曲面板材包括第一端部和第二端部,所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形;
应用宽展设备将所述曲面板材展开,形成表面为平面的平面板材;
通过以下方法应用宽展设备将所述曲面板材展开:
应用辊压宽展设备对所述曲面板材进行辊压处理,将所述曲面板材辊压成所述平面板材;
其中,所述辊压宽展设备包括多组辊轮,每组辊轮包括两个辊轮,所述两个辊轮分别位于所述曲面板材表面的两侧;所述辊轮的转轴与所述第一端部和所述第二端部的直线连线相平行;所述应用辊压宽展设备对所述曲面板材进行辊压处理包括:
应用所述多组辊轮对所述曲面板材的每个部分进行辊压处理,被每一组辊轮辊压过的曲面板材的波峰和波谷的幅度均比被轮辊压之前的幅度小;或者
应用所述多组辊轮依次对所述曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一部位相对于前一部位逐渐远离所述第一端部或所述第二端部,并逐渐靠近所述曲面板材的中间部位;或者
应用所述多组辊轮依次对所述曲面板材的多个部位进行辊压处理,后一部位相对于前一部位逐渐靠近所述第一端部或所述第二端部,并逐渐远离所述曲面板材的中间部位。
2.根据权利要求1所述的金属平面板材的制备方法,其特征在于,所述挤压设备的挤压模具的出料口呈所述波浪形,所述波浪形具有奇数个波峰和偶数个波谷。
3.根据权利要求1所述的金属平面板材的制备方法,其特征在于,所述挤压设备的挤压模具的出料口呈所述波浪形,所述波浪形具有偶数个波峰和奇数个波谷。
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