CN105263644B - 由长条型材制造金属板的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

由镁或镁合金所构成的薄长条型材制造金属板的方法，其中，在先的方法步骤中制造开口的或闭合的挤压型材，其中，从挤压机(1)的挤压模具出来的挤压型材(6)通过电磁力的非接触作用被变形成平面的金属板(7)。

Description

由长条型材制造金属板的方法和设备
本发明涉及借助挤压设备由薄壁长条型材制造金属板的方法和设备，该长条型材尤其由镁或镁合金制造。
通过在传统轧机中轧制来制造金属板是众所周知的，在这里，为了制造金属板而通过轧制过程将相应的材料坯件再加工成金属板。因为从厚板到薄板的轧制道次较多，故该方法的成本很高。但在把镁坯件加工成相应的金属板时，这很复杂并且由镁本身的脆性决定了经常出现裂纹。大量的轧制道次也不利地影响到组织结构和进而机械性能。
在DE 101 50 021 B4中公开了借助压力变形加工，通过挤压、轧制、锻造或铸造由镁或镁合金制造型材或板件的方法和设备，在此，熔液被送入连铸装置或挤压装置中以制造出半成品并且紧接其后地通过在热状态下的加工成形而使该半成品得到其最终形状，在这里，从熔体凝固之后材料温度在整个加工中被保持在250-350℃范围内，并且从成形件的铸造到冷却的加工过程总体上在惰性气氛或真空中进行。
执行所述方法步骤的装置的特点是，该装置由串列的熔炉、带有或不带轧机的连铸装置或挤压装置、切割装置、一个或多个压制机和冷却装置构成，它们总体或由上述装置所组成的部分布置在保护气体或真空室内。
另外，在DE 103 17 080 B4中描述了一种由镁制造金属板成形件的方法，其中，金属板成形件可以紧接在轧制过程后通过利用至少一台压制机的成形加工在大于350℃至450℃的温度范围内制造。为执行该方法所给出的装置由串列的熔炉或熔融坩埚、连铸装置、一架或多架轧机、切割装置、一个或多个压制机和冷却装置组成并且在保护气体室或真空室内运行，其特点是，在切割装置和呈成形压制机状的压制机之间设置冲切装置，借此可在从切割装置出来的板中开设形状且横截面稳定的冲切孔和/或异形孔。
DE 102 47 129 A1描述了另一种用于由镁或镁合金制造型材或金属板成形件的方法，其中，通过加工成形且最好是通过模压使金属板状半成品具备其最终形状，在这里，在一个方法步骤中，紧接在加工成形过程之前所述表面通过切削且最好是刮削来除去脏东西。
然而，该方法的缺点是只能制造宽度有限的坯件，因为在较大坯件情况下需要巨大付出来获得应当出现的加工压力。模具和机架必须以相应的反压承受住在加工半成品或坯件时所存在的压力，因而模具和机架须设定成具有大得多的尺寸。
DE 43 33 500 C2公开了一种用于制造横截面呈阶梯状且具有整体轮廓和不同壁厚的金属板的方法，在这里，首先制造一个半成品，其横截面与金属板在厚度方向上的横截面相似，并且由该半成品轧制出一个金属板，其中为了制造半成品而挤压出一个空心型材，其具有沿周长分布的、对应于所期望的半成品壁厚分布的壁厚分布，同时沿母线将该空心型材分断开并成形得到半成品。另外，两个形状互补的型材在此叠置，其中，所述形状互补的型材的至少其中一个异形的接触侧边具有分断机构，这两个形状互补的型材同时用圆柱形(即非阶梯形)的轧辊来轧制。在轧制之前，这两个形状互补的型材在两条对置的母线处被分断。
通过该方法，总是制造两个坯件。加工过程是不连续的并且只能制造相对窄的坯件。还有一个缺点是，只能制造相对窄的坯件并且由于制造被设计成具有两个不同壁厚的半成品以及阶梯状轧辊结构，该加工过程是相对复杂的。
DE 10 2008 048 A1公开了一种用于制造成形金属板件的方法和一种用于执行该方法的设备。该方法包括以下步骤：挤压或连铸管状体；沿其纵向切开该管状体；将管状体扩口成平面体；借助本身已知的加工技术将平面体制作成符合图纸的构件。该设备基本由一连串的熔炼装置、连铸装置或连铸挤压装置、纵向切断装置、轧制机架、一台或多台成形加工装置组成。
由DE 10 2007 002 322 A1公开了一种用于制造轻金属最好是镁的金属板或金属板件的方法，其中，在一个或多个在先方法步骤中制造具有开口结构的挤压型材或具有闭合结构、且随后开缝而成为开口结构的挤压型材，其随后在一个或多个步骤中接受经过多个轧制和弯曲加工阶段的滚压校正和矫形弯曲。
本发明的任务在于提出一种用于由尤其由镁或镁合金构成的薄的长条型材制造金属板的方法和设备，在这里，来自挤压模具的开口的或闭合的挤压型材能被连续加工成形为平面金属板。
根据本发明，该任务通过所指出的连续执行如权利要求1所述的加工步骤来完成。来自挤压机的挤压模具的挤压型材通过电磁力的非接触作用被变形为平面的金属板，随后接受借助轧制装置或精整装置的平整加工。
由其余从属权利要求和以下原理性描述的实施例中得到本发明的有利的改进方案和实施方式。
图1示出用于借助挤压机1制造长条型材的设备的原理视图，该长条型材随后被成形为平面的金属板。该设备基本上由用于制造挤压型材6的挤压机1、由工作线圈2和支座3构成的加工成形装置和精整装置4构成。
借助挤压机1，由镁合金构成的压杆被成形为挤压型材6，例如其横截面具有三个正弦形弧的型材6。接着，型材6被定位在工作线圈2上方并通过具有很高强度的脉冲磁场的力作用被非接触成形，在这里，型材6抵靠支座3被成形为平面的金属板7。
随时间而变化的磁场在导电型材6中感生出涡电流。磁场施力于该电流。该力的大小取决于磁通密度的空间梯度并取决于感生电流的大小。型材6此时经受指向较小磁通密度的力。将型材6成形为平面金属板7所需要的磁场如此产生：通过匹配于型材形状的线圈使充电的电容器在经过几微秒的过程中放电。由此在型材表面出现很高的磁脉冲，结果使得有电流在型材6内流动，该电流的方向与线圈电流相反，其中，该型材6移向较低的场。
感生电流强度和随之而来的对型材6的力作用均取决于导电能力。因为镁或镁合金具有相对高的导电能力，故大压力作用于型材6表面。该压力可能高达几千兆帕。该压力只存在于电容器放电持续期间的很短时段内(几微秒范围内)。型材6在此时间内消耗呈脉冲形式的所需成形能量。在加速阶段后，型材6材料因为其质量低而很快速运动。此时，可以达到高达300m/s的速度。在型材6内出现的压力如此高，以至出现成形技术意义上的屈服(Flieβen)并且型材6被成形为平面的金属板7。
随后，金属板7经过用于平整的精整装置并且被卷绕成卷5。作为其替代方式可行的是，卷绕成卷5通过冲切装置或切断装置来代替，借此从来自精整装置的金属板7冲切出零件，或者金属板7被切断成板段或带。
为了将闭合型材6成形为金属板，闭合型材在型材制造中或是沿母线具有预定断裂点，或是沿母线借助切割装置被分开。在开设有预定断裂点的型材6情况下，该型材通过磁力作用被分断开并且被成形为金属板7。
本发明方法的特殊优点一方面在于，磁场和磁力不受材料阻碍地发挥作用，由此也可以在真空或保护气氛中采用磁成形，另一方面，磁成形设备不需要机械接触工件，由此避免了表面污染或模具压痕。也是有利的是：用于形成金属板7的成形过程的小于0.1秒的短暂加工时间。
附图标记列表
1 挤压机
2 工作线圈
3 支座
4 轧制装置/精整装置
5 卷
6 挤压型材
7 金属板

Claims (5)

1.一种由镁或镁合金所构成的薄长条型材制造金属板的方法，其中，在在先的方法步骤中制造开口的或闭合的挤压型材，
其特征是，
从挤压机(1)的挤压模具出来的开口或闭合的挤压型材(6)是通过电磁力的作用按照非接触方式被变形成平面的金属板(7)的，经过平整处理并且随后被卷绕成卷(5)。
2.根据权利要求1的方法，其特征是，所述平整处理是借助精整装置(4)执行的。
3.根据权利要求1的金属板制造方法，其特征是，在闭合挤压型材(6)的情况下，沿其母线借助挤压模具开设预定断裂点，其中，所述挤压型材沿所述预定断裂点通过电磁力的作用而被分断。
4.根据权利要求1的金属板制造方法，其特征是，在闭合挤压型材(6)的情况下，沿其母线借助切割装置分开该闭合挤压型材。
5.一种用于执行根据权利要求1的和权利要求2至4中至少一项的方法的设备，其用于制造挤压型材并随后成形为平的金属板，
其特征是，
该设备包括挤压机(1)、加工成形装置以及精整装置(4)，所述加工成形装置包括工作线圈(2)和支座(3)。
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