CN104138924B - 一种短流程制造镁合金薄板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短流程制造镁合金薄板的方法，主要包括由上引法连铸镁合金铸杆、连续挤压获得镁合金薄板以及进一步温轧获得更薄的镁合金薄板等工序。本发明充分发挥了上引法连铸镁合金杆夹杂含量少、适用于小直径杆料生产的特点，且连续挤压获得的镁合金薄板组内部洁净、组织细小、夹杂物均匀分布，晶粒尺寸低于10μm，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm；并扩大了后续温轧工序的工艺窗口并提高生产效率，温轧后获得内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布的高质量镁合金薄板。本发明方法流程短、投资低、生产效率高、成本低，可以实现镁合金薄板的工业化生产。

Description

一种短流程制造镁合金薄板的方法

技术领域

本发明涉及一种轻金属制备技术领域，尤其涉及一种短流程制造镁合金薄板的方法，该方法能实现镁合金熔体至薄板的全流程，提高材料成材率、降低流程成本，获得的镁合金薄板内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布。

背景技术

与镁合金铸件相比，镁合金板组织细小，无微气孔缺陷，具有更高的强度、塑性和韧性，以及优异的耐蚀性能，且性能均匀稳定，后续机加工和表面处理效率高，可以满足制造大型结构件和结构多样化的要求，适合规模化生产，镁板是镁合金重要的发展方向。

目前，镁板主要应用在3C领域(窄幅镁板)。镁板在汽车领域应用前景广阔，但截至现在，汽车平均用镁合金仅在5Kg左右，并且几乎全部是压铸件，主要为变速箱、汽缸、座椅等汽车内部构件。从技术角度分析，制约镁板在汽车中应用的主要因素为：1)室温成形性很差；2)价格过高。技术开发期待产业链(客户端)的强力驱动，然而客户端一直在等待技术的成熟。

镁板制造路线可以分为轧制和挤压两大类，细分之，轧制包括传统热轧开坯和双辊连续铸轧(TRC)-温轧两类；挤压包括直接挤压、挤压开坯和挤压展板等三类。

热轧镁板各向异性显著，对成形性能不利。中国专利20100526955.2公开一种镁合金板材的辅助轧制方法，工艺思想是沿板坯横向或轧向通过侧面预变形处理，减弱材料基面织构，预变形量5-30％，从而实现单道次大变形加工，获得均匀、细小的晶粒组织。

镁合金热容量小，散热快，整个轧制过程中板材头尾温差较大，容易发生裂边和表面开裂等现象，轧制被迫中止。为此，中国专利201110367228公开了一种工业化的四辊热轧生产工艺。设计原理是，在四辊热轧机组两侧，分别设置左热风加热和左高频加热装置，以及右高频和热风加热装置，热风加热装置使铸锭快速升温，高频加热装置使铸锭表面和内部均匀加热。工艺流程如下：铸锭首先进行热风加热、再进行高频加热，对中送入四辊热轧机进行第一道次轧制，出带后进行高频加热、热风加热，返回后送入进行第二道轧制，以此类推进行第三至第八道轧制，旋转掉头、切头去尾。加热温度300-520℃，厚度300mm左右的铸锭最终热轧为厚度5-7mm的镁板。

为提高镁板组织均匀性与力学性能，中国专利200910066092公开一种低温高速大加工量轧制镁合金板的加工方法，在于控制轧制温度、轧制速度(尤其是终轧温度和速度)、每道次压下量、各道次变形之间的间隔时间和冷却速度，实现流程再造。工艺要点如下：1)开轧温度350-420℃；2)轧制道次7-10；3)前三道次采用较小压下率，中间道次采用较高的道次加工率控制在30-42％，终轧道次加工率16-25％；4)轧制速度0-3m/s，在保证终轧温度和板材不开裂的条件下尽量采用高速度；5)终轧温度280-350℃。

中国专利200910227097也公开了类似的工艺方法，通过大变形量加工，单道次压下量大于60％，使镁合金板高速度变形中的储能以动态再结晶释放，抑制裂纹产生，改善镁板的塑性变形性能。轧制过程中，轧辊不需要加热，能耗少，适用于低合金含量、第二相少且细小弥散的镁合金。

热轧开坯生产流程工序复杂，成材率低，价格高。为提高成材率、降低成本，TRC、挤压开坯、挤压展板等技术发展迅速。专利WO2004020126公开利用TRC技术制造镁合金薄板的方法，工艺要点如下：1)熔体过热度15-60℃；2)铸轧辊表面温度低于400℃；3)铸轧力2-500Kg/mm；4)铸轧压下率4-9％；5)储液箱预热温度500-655℃；6)浇嘴预热温度200-400℃。日本、韩国围绕镁合金板TRC技术公开一系列专利，如：JP2007237208、Ru2305021、KR20070067793、KR100657595B、KR100657595B、KR20060073355。

TRC技术可以直接生产出4-8mm的镁板，然后经5-7道次的温轧(冷轧)，制造出厚度1mm以下的板材，生产率远高于传统热轧开坯(25-30道次)。如中国专利201010255819.4，公开TRC-温轧镁合金板材的生产方法。采用TRC工艺首先获得尺寸规格6×400mm的镁合金板，然后进行后续轧制。

以上专利均针对水平式双辊连续铸轧，中国专利200510057334.3公开一种垂直式双辊连续铸轧工艺，工艺要点如下：1)浇铸前侧封系统预热到400-450℃，熔体温度650-680℃，转入中间包在熔剂作用下保温静置15-30min；2)溶池高度100-350mm，铸轧速度20-100m/min；3)薄带厚度1.0-3.5mm。目前，利用TRC-温轧生产的镁板接近于传统轧制流程的水平。不过，TRC在设备(耗材)方面仍存在问题，长时间浇铸困难很大。

与轧制相比，挤压具有更强烈的三向压应力状态，有效细化镁合金的晶粒组织，提高材料的塑性。中国专利200910087320.4公开一种镁合金薄板的生产方法。该方法利用连续铸轧板作为原料，进行挤压并展平，获得宽度450-500mm、厚度0.5-1.5mm的镁合金薄板。不过，卧式挤压法存在一些缺点：1)废料损失大，因为挤压压余和缩尾占铸锭比例较大；2)原材料需要加热，能耗较大；3)组织和性能沿长度和断面不均匀。

为解决组织性能均匀问题，中国专利200910133391.3公开一种镁合金薄板的挤压展板工艺方法。通过挤压的方法将镁棒挤压成镁管(或U型体)，然后将镁管切开和展开，最后形成镁板，获得细晶镁板，材料成形性明显提高，显著降低制造成本。该技术难点如下：1)板材厚度均匀性；2)表面挤压痕缺陷；3)超薄板制造。

连续挤压技术集孔型轧制变形、剪切变形、弯曲变形、挤压变形于一体，变形过程均限制在密闭型腔中进行，处于较强的三向压应力状态。连续挤压对镁合金晶粒细化作用明显，提高挤压板材的塑性。

中国专利200610136873.0公开一种变形镁合金连续挤压方法。工艺要点是将圆线材坯料经送料轮送入旋转式连续挤压机内，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压成制品。

不过，该工艺只用于生产镁合金管材、型材和线材，利用连续挤压技术生产镁合金板材是典型的扩展流动，模具的设计远复杂于管、型和线材；另外，该工艺采用的原材料为热卧式挤压机热挤压或经熔化炉通过水平结晶器制成直径为10-20mm的圆棒料，采用卧式热挤压制造的原材料，成本很高、材料收得率低；水平结晶器制造10-20mm的棒材技术难度大，成材率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种短流程制造镁合金薄板的方法，该方法能实现镁合金熔体至薄板的全流程，提高材料成材率、降低流程成本，获得的镁合金薄板内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布。

本发明的构思是：镁合金熔炼、静置后，利用上引法连铸生产出镁合金铸杆(直径10-30mm)，经收卷、开卷、在线磨光、清洗后获得的镁合金杆直接或者预热至一定温度后，进入连续挤压机制造出厚度为2-10mm的镁合金薄板，然后温轧得到符合规格要求的镁合金薄板(0.5-2mm)。

本发明的短流程制造镁合金薄板的方法，包括如下步骤：

1)镁合金熔炼、净化、静置，获得镁合金熔液。

2)上引法铸造：

采用水冷式上引连铸结晶器连铸获得镁合金铸杆；其中，该结晶器采用石墨或钢质模具，且外部设有保护套，模具先预热至100-300℃后逐步放至液面下方50-150mm处，结晶器的冷却水温度保持在15-35℃；镁合金熔液过热度为20-60℃，拉杆速率为0.2-2m/min，铸杆直径为10-30mm，之后收卷。

3)连续挤压：

镁合金铸杆经放线、校直、在线磨光、清洗后进入连续挤压机进行连续挤压，空冷后获得厚度为2-10mm的镁合金薄板；其中，连续挤压时，挤压机腔体预热至300-500℃，腔体内由进带口至出带口方向依次设有扩展模、模垫、分流模和定型模，挤压速率为1-10m/min，出带口温度控制在300-460℃。

4)将获得的镁合金薄板校直、平整、表面抛光、剪切成卷即可获得成品。

上述步骤2)中，预热后的模具逐步放至液面以下，液面下方50-150mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±(5-10)℃。

上述步骤2)中，收卷时，镁合金铸杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘。

优选地，步骤2)中，采用钢质模具，模具预热至200-300℃。

优选地，步骤2)中，结晶器冷却水水温保持在20-30℃。

优选地，步骤2)中，镁合金熔液过热度为30-40℃，铸杆直径为20mm，拉杆速率为0.5-1m/min。

上述步骤3)中，清洗后的镁合金铸杆在连续挤压前还经过预热步骤，预热温度在400℃以下。预热可采用电磁感应炉或者电阻炉预热至400℃以下。

上述步骤3)中，进入连续挤压机前，对于大宽度规格镁合金板(宽度大于80mm)，可以不经过预热直接将冷料放入连续挤压机中进行挤压即可。出带口需要测温控制，出带口温度控制在300-460℃，在线调节进料镁合金铸杆的预热温度。

优选地，步骤3)中，挤压机腔体预热至350-400℃。

优选地，步骤3)中，挤压速率为2-5m/min。

优选地，步骤3)中，镁合金板出带口温度为390-410℃。

进一步的，获得的厚度为2-10mm的镁合金薄板还经过温轧步骤，温轧时，轧辊表面预热至150-300℃，镁合金板在线补热，轧制温度为150-300℃，单道次压下率为20-50％，获得厚度为0.5-2mm的镁合金薄板。

优选地，温轧时，轧辊表面预热至180-220℃。

优选地，温轧时，轧制温度为200-280℃。

优选地，温轧时，单道次压下率为25-30％。

本发明可根据用户需求，将连续挤压获得的镁合金板或者温轧后的镁合金薄板经过校直、平整、表面抛光、剪切成卷，制造出镁合金薄板成品。

本发明经连续挤压获得的镁合金薄板内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布，晶粒尺寸低于10μm，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

本发明的制造方法中：

镁合金性质活跃，容易与常规上引法连铸结晶器(铜合金)的石墨环的粘结剂发生反应，熔体与结晶器发生粘连而导致上引连铸失败，需要匹配合适的铸造速度，形成动态的拉坯过程，降低熔体与结晶器发生粘连机会；或者采用钢质结晶器，以及高压气体或者油膜起到阻碍熔体与结晶器的接触和润滑的作用，并且外部用保护套。

镁合金凝固区间大、凝固潜热小，在同等条件下，单位镁合金凝固时间低于铜合金20％左右，铸造工艺窗口小，容易产生裂纹、冷隔、偏析等铸造缺陷，镁合金上引连铸工艺参数控制精度要求较高，因此，选择模具预热100-300℃后逐步放至液面以下，液面下方50-150mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±(5～10)℃。

与水平连铸技术相比，上引法适合制备小直径棒材，关键技术在于保证结晶器上部的有效区域内金属熔液能够及时凝固，并且固-液界面在连铸过程中不发生分离。因此，选择镁合金熔液过热度20-60℃，铸杆直径10-30mm，拉杆速率0.2-2m/min。

夹杂物与镁的密度接近或略大于镁的密度，与镁熔体难以分离，会在已凝固的金属与熔液间形成一层薄膜，阻止固-液面的有效结合，或者在凝固后的铸杆的横断面形成夹杂等，并造成上引连铸镁合金杆表面质量不良，影响连续挤压板的质量。因此，在镁合金杆连续挤压前，需要在线磨光并清洗处理。

目前水平连铸技术只能生产直径50mm以上的镁合金铸杆，利用上引连铸工艺，使小直径镁合金铸杆的制造成为可能；另外，与挤压法制造小直径镁杆工艺对比，上引法由液态镁合金一步生产出杆料，减少了再加热-挤压工序，成本大幅降低。

镁板的连续挤压成形是一个扩展成形过程，随着挤压产品宽度增大，需要金属形成足够的横向流动，在这种状态下，金属进入扩展区后，两侧受到扩展腔壁的摩擦阻力作用，速度降低，而中间区域流动距离短，且对应着进料口，金属流动速度明显高于两侧，造成板材中间与边部的流速出现不均现象，导致板材组织和性能不均匀。因此，挤压宽板所要解决的关键问题是改善材料在腔体内的扩展成形和流动的均匀性。为此，整个腔体内设计由扩展模、模垫、分流模和定型模等四部分组成，通过改变金属的流动路径，调整横截面的流动阻力，使金属流动趋于均匀。

连续挤压过程中，镁合金与金属模具剧烈摩擦，产生的摩擦热使合金温度快速上升，在出带口设置测温装置，温度过低时，镁合金塑性低，组织不均匀且表面质量差；温度过高时，镁板表面容易拉伤。选择控制温度为：300-460℃。另外，开始时摩擦热不足以使镁板达到设定温度，因此需要预热腔体，选择预热温度300-500℃；并且，整个连续挤压过程中，腔体温度实时检测。

对于特定合金而言，挤压速率是最重要的控制参数，挤压速率过低时，摩擦热不足，生产效率低；挤压速率过大时，摩擦热来不及散失，影响镁板的性能和组织均匀性。因此，选择挤压速率为1-10m/min。

杆变成板的连续挤压作为扩展过程，容易造成材料沿宽度和厚度方向流动不均匀，为此，对于宽规格镁合金板，需要双槽或多槽进料。

与热轧开坯和双辊连续铸轧技术相比，连续挤压镁板晶粒明显细化，织构减弱，有利于后续的温轧工艺；另外，与传统卧式挤压技术相比，对于宽度较大的镁合金板，连续挤压不需要加热原材料，成本降低30％以上。

通过连续挤压技术，可以获得厚度为2-10mm的镁合金板。若需要生产厚度2mm以下的板材，需要利用温轧技术。值得提及的是，由于上引镁合金杆夹杂含量少，以及连续挤压镁板细晶、夹杂均匀分布的组织特点，温轧工艺窗口较大，生产效率高，选择轧辊表面预热至150-300℃，镁合金板在线补热，轧制温度为150-300℃，单道次压下率为20-50％。这也是本发明所涉及工艺流程的优势之一。

本发明的短流程制造镁合金薄板的方法，主要由上引法连铸镁合金杆、连续挤压镁合金板、温轧薄板等前两工序或三工序组成，充分发挥上引法连铸镁合金杆夹杂含量少、适用于小直径杆料生产的特点，且连续挤压获得的镁合金薄板组织细化、夹杂物均匀分布，晶粒尺寸低于10μm，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm，扩大了后续温轧工序的工艺窗口并提高生产效率，最终获得内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布的高质量镁合金薄板。本发明方法流程短、投资低、生产效率高、成本低，可以实现镁合金薄板的工业化生产。

附图说明

图1为本发明短流程镁合金薄板的制造工艺流程示意图。

图2为本发明实施例1的连续挤压获得的镁合金板宏观照片。

图3为本发明实施例1的连续挤压获得的镁合金板显微组织图片。

图4为本发明实施例2的连续挤压获得的镁合金板经温轧后的显微组织图片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细描述。

本发明采用的短流程镁合金薄板的制造工艺，如图1所示，熔炼炉1中的镁合金熔液经过水冷式上引连铸结晶器2，制造出镁合金铸杆3，收卷机4转盘；镁合金杆经开卷机5放线后，校直辊6校直、磨光机7在线磨光、清洗槽8清洗、电磁感应炉或者电阻炉9预热进入连续挤压机腔体10，制造出镁合金薄板11。

实施例1：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热200℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径10mm，拉杆速率1.2m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、电磁感应电阻炉预热350℃后进入连续挤压机，单槽进料，挤压机腔体预热450℃；挤压速率5.5m/min，出带口温度控制在320±10℃，空冷。制造出的连续挤压镁合金薄板(宽度30mm、厚度2mm)宏观照片如图2所示；显微组织如图3所示。

由图2可知，该2mm厚度的镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

由图3可知，该2mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于10μm。

实施例2：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热220℃后逐步放至液面以下，液面下方80mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率1.0m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、电磁感应电阻炉预热300℃后进入连续挤压机，单槽进料，挤压机腔体预热400℃；挤压速率5.5m/min，出带口温度控制在360±10℃，空冷，制造出宽度80mm、厚度10mm的连续挤压镁合金薄板。

经检测，该10mm厚度的镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm；镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于10μm。

实施例3：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率0.8m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、电磁感应电阻炉预热300℃后进入连续挤压机，单槽进料，挤压机腔体预热400℃；挤压速率4.0m/min，出带口温度控制在380±10℃，空冷，制造出宽度160mm、厚度8mm的连续挤压镁合金薄板。

经检测，该8mm厚度的镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm；镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于10μm。

实施例4：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率0.8m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，单槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率4.0m/min，出带口温度控制在400±10℃，水冷，制造出宽度160mm、厚度8mm的连续挤压镁合金薄板。

经检测，该8mm厚度的镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm；镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于10μm。

实施例5：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率0.8m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，单槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率4.0m/min，出带口温度控制在400±10℃，水冷，制造出宽度160mm、厚度8mm的连续挤压镁合金板；轧辊表面预热180℃，镁板在线补热，轧制温度220℃，单道次压下率30％，制造出厚度2mm的镁合金薄板，显微组织如图4所示。

由图4可知，该1.85mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒尺寸低于20μm；

经检测，该镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

实施例6：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率0.8m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，双槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率4.0m/min，出带口温度控制在400±10℃，水冷，制造出宽度160mm、厚度8mm的连续挤压镁合金板；轧辊表面预热180℃，镁板在线补热，轧制温度200℃，单道次压下率25％，制造出厚度1mm的镁合金薄板。

经检测，该1mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于20μm，该镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

实施例7：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径20mm，拉杆速率0.8m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，双槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率5.0m/min，出带口温度控制在400±10℃，水冷，制造出宽度350mm、厚度8mm的连续挤压镁合金板；轧辊表面预热180℃，镁板在线补热，轧制温度200℃，采用不等道次压下率轧制，分别为50％-50％-25％-25％，制造出厚度1mm的镁合金薄板。

经检测，该1mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于20μm，该镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

实施例8：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热180℃后逐步放至液面以下，液面下方100mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在25±5℃；镁合金过热度30℃，铸杆直径30mm，拉杆速率0.6m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，双槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率3.0m/min，出带口温度控制在400±10℃，水冷，制造出宽度400mm、厚度8mm的连续挤压镁合金板；轧辊表面预热180℃，镁板在线补热，轧制温度200℃，采用不等道次压下率轧制，分别为50％-50％-50％-25％-25％，制造出厚度0.5mm的镁合金薄板。

经检测，该0.5mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于20μm，该镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

实施例9：

AZ31镁合金熔炼、净化、静置；采用水冷式上引连铸结晶器，石墨或钢质模具，外部有保护套，模具预热300℃后逐步放至液面以下，液面下方130mm位置处可调；结晶器冷却水温可控，系统采用加热和冷却装置，保持在20-30℃；镁合金过热度40℃，铸杆直径30mm，拉杆速率0.7m/min；镁合金杆经过牵引机构、导轮架、双头挠杆机之后，收卷转盘；镁合金杆经放线、校直、在线磨光、清洗、直接进入连续挤压机，双槽进料，挤压机腔体预热350℃；挤压速率2.0m/min，出带口温度控制在390-410℃，水冷，制造出宽度400mm、厚度8mm的连续挤压镁合金板；轧辊表面预热220℃，镁板在线补热，轧制温度180℃，采用不等道次压下率轧制，分别为50％-50％-50％-25％-25％，制造出厚度0.5mm的镁合金薄板。

经检测，该0.5mm厚度的镁合金薄板，镁合金晶粒细化，晶粒尺寸低于20μm，该镁合金薄板的宏观质量良好，表面粗糙度(横向)Ra低于0.3μm。

Claims (12)

1.一种短流程制造镁合金薄板的方法，包括如下步骤：

1)镁合金熔炼、净化、静置，获得镁合金熔液；

2)上引法铸造：

采用水冷式上引连铸结晶器连铸获得镁合金铸杆；其中，该结晶器采用石墨或钢质模具，且外部设有保护套，模具先预热至100-300℃后逐步放至液面下方50-150mm处，结晶器的冷却水温度保持在15-35℃；镁合金熔液过热度为20-60℃，拉杆速率为0.2-2m/min，铸杆直径为10-30mm；

3)连续挤压：

镁合金铸杆经收卷、放线、校直、在线磨光、清洗后进入连续挤压机进行连续挤压，空冷后获得厚度为2-10mm的镁合金薄板；其中，连续挤压时，挤压机腔体预热至300-500℃，腔体内由进带口至出带口方向依次设有扩展模、模垫、分流模和定型模，挤压速率为1-10m/min，出带口温度控制在300-460℃；

4)将获得的镁合金薄板校直、平整、表面抛光、剪切成卷即可获得成品。

2.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤3)中，清洗后的镁合金铸杆在连续挤压前还经过预热步骤，预热温度在400℃以下。

3.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤2)中，采用钢质模具，模具预热至200-300℃。

4.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤2)中，结晶器冷却水水温保持在20-30℃。

5.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤2)中，镁合金熔液过热度为30-40℃，铸杆直径为20mm，拉杆速率为0.5-1m/min。

6.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤3)中，挤压机腔体预热至350-400℃。

7.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤3)中，挤压速率为2-5m/min。

8.如权利要求1所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，步骤3)中，镁合金板出带口温度为390-410℃。

9.如权利要求1-8任一所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，获得的厚度为2-10mm的镁合金薄板还经过温轧步骤，温轧时，轧辊表面预热至150-300℃，镁合金板在线补热，轧制温度为150-300℃，单道次压下率为20-50％，获得厚度为0.5-2mm的镁合金薄板。

10.如权利要求9所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，温轧时，轧辊表面预热至180-220℃。

11.如权利要求9所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，温轧时，轧制温度为200-280℃。

12.如权利要求9所述的短流程制造镁合金薄板的方法，其特征在于，温轧时，单道次压下率为25-30％。