CN106424137A - 一种零宽展镁合金板材轧制方法及其使用的装置 - Google Patents
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Abstract
一种零宽展镁合金板材轧制方法及其使用的装置：轧辊和侧压板预加热。镁合金轧制板坯加热。加热后等温轧制侧边修整。得到厚度变薄，宽度方向为零宽展的镁合金板材。装置包括上轧辊和下轧辊。下轧辊的两端分别固定有左侧压板和右侧压板。左侧压板的外侧为第一圆柱形，右侧形状相同。两个圆柱形均与上轧辊面相接触。两个圆柱形和两轧辊工作部分间为变形型腔。实现了零宽展镁合金板材轧制变形方法，使镁合金轧制板材变形区为三向压应力状态，提高了材料的塑性，可以有效控制镁合金板材轧制过程中的侧边裂纹缺陷，提高镁合金轧制板材的质量，提高材料利用率，适用于高精度镁合金板材生产。
Description
技术领域:
本发明专利属于镁合金板材生产领域，特别涉及一种零宽展镁合金板材轧制方法及其使用的装置，适用于高精度镁合金板材生产。
背景技术:
对于大尺寸镁合金板材（宽1米以上的）轧制生产时，由于镁合金材料的成形性能差，出现严重的侧边裂纹缺陷，这样在每个道次轧制之前，必须对板坯进行切边处理，这样才能保证下一道次的轧制板材的质量，严重影响材料利用率。如果每个道次的切边废料占10%（宽度方向）, 多道次轧制后的材料利用率很低，因此提高镁合金轧制板材的质量，以及提高材料利用率是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明专利的一个目的就是公开了一种零宽展镁合金板材轧制方法，本发明的另一个目的是公开了本轧制方法所使用的轧制装置，可以有效控制镁合金板材轧制过程中的侧边裂纹缺陷，提高镁合金轧制板材的质量，提高材料利用率。
采用的技术方案:
一种零宽展镁合金板材轧制方法：包括以下步骤：
1) 把上轧辊、下轧辊、左侧压板和右侧压板预加热到300—350℃。
将镁合金轧制板坯在加热炉中加热到300℃—350℃，并保温足够时间以保证镁合金轧制板坯加热彻底。
取出镁合金轧制板坯进行等温轧制变形。
对轧制变形后的镁合金板材进行切边修整。
）得到厚度变薄，宽度方向为零宽展的镁合金板材。
）准备后续变形工序。
所述的等温轧制变形为同步轧制或为异步轧制。
一种零宽展镁合金板材轧制装置，包括上轧辊和下轧辊。
下轧辊的两端分别固定有左侧压板和右侧压板。
左侧压板外侧有第一圆柱面，右侧压板外侧有第二圆柱面。
第一圆柱面和第二圆柱面均与上轧辊辊面相接触，并且在相互转动中始终保持配合。
上轧辊位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为上轧辊工作部分。
下轧辊位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为下轧辊工作部分。
第一圆柱的圆环端面、第二圆柱的圆环端面、上轧辊工作部分和下轧辊工作部分之间形成变形型腔。
左侧压板包括左上侧压板和左下侧压板，通过螺栓把左上侧压板和左下侧压板相对扣设固定在下轧辊的左端。
左上侧压板和左下侧压板的外侧形成第一圆柱面。左上侧压板和左下侧压板的端面形成第一圆柱的圆环端面。
右侧压板包括右上侧压板和右下侧压板，通过螺栓把右上侧压板和右下侧压板相对扣设固定在下轧辊的右端。
右上侧压板和右下侧压板的外侧形成第二圆柱面。右上侧压板和右下侧压板的端面形成第二圆柱的圆环端面。
其基本原理：镁合金板坯在轧制变形过程中，镁合金板坯经过变形型腔，在三向压应力状态下进行塑性变形。在变形过程中，在板坯厚度方向上产生压缩变形，在轧制方向上产生拉伸变形。由于左侧压板和右侧压板的限制作用，板坯在宽展方向上无变形，实现了变形区三向压应力状态及零宽展轧制工艺。由于三向压应力状态提高了材料塑性，有效降低了镁合金板材侧边裂纹缺陷，显著提高了镁合金板材质量，提高了材料利用率。
其加工方法是在普通轧制轧辊结构的基础上，对下轧辊结构进行改造，左上侧压板和左下侧压板通过螺栓固定在一起，左侧压板和右侧压板与下轧辊一起旋转，实现了零宽展的镁合金板材轧制工艺，使变形区处于三向压应力状态。只要改变左侧压板和右侧压板的尺寸，即可生产不同厚度和不同宽度的镁合金板材产品。
其工作原理是在普通板材轧制的下轧辊上安装左侧压板和右侧压板，与下轧辊一起转动。两个侧压板的作用是限制镁合金板坯轧制过程中的宽展方向的变形，以实现零宽展轧制工艺，使轧制变形区为三向压应力状态，此外，侧压板的作用也减缓了镁合金板材侧边的温度降低，提高了镁合金板材侧边区域的塑性，有效降低了镁合金板材侧边裂纹缺陷，显著提高了镁合金板材质量，提高了材料利用率。
本发明的一些注意点在于：
1. 确定轧制工艺参数：根据产品规格，确定相关工艺参数，包括镁合金轧制板坯厚度、宽度，轧制后板材厚度、宽度，轧制变形温度、轧辊和侧压板的预热温度。
材料制备：根据确定的镁合金轧制板坯尺寸，制备轧制板坯。
预热：采用外加热方法对轧辊和侧压板进行预热到指定温度。
将镁合金轧制板坯放置加热炉中加热，并保温一定时间。
取出加热后的镁合金轧制板坯进行轧制变形。
修整轧制板材的侧边，准备后续的变形工序。
装置维护：轧制生产完成后，对装置进行清理。
更换左侧压板和右侧压板，即可改变产品规格。
其优点在于：
实现了零宽展镁合金板材轧制变形方法，使镁合金轧制板材变形区为三向压应力状态，减缓了板坯温度的降低，提高了材料的塑性，可以有效控制镁合金板材轧制过程中的侧边裂纹缺陷，提高镁合金轧制板材的质量，提高材料利用率，适用于高精度镁合金板材生产。
附图说明:
图1为所使用的轧制装置的主视剖视图。
图2为图1的侧视图。
图3为左上侧压板的主视图。
图4为图3的侧视图。
图5为图3的中的A-A剖视图。
图6为下轧辊的主视剖视图。
图7为图6的侧视图
图8为实施例中本发明和普通轧制的数据对比图。
具体实施方式：
实施例1：
上轧辊1，左上侧压板2，变形型腔3，下轧辊4，右侧压板5，左下侧压板6，左侧压板7。
一种零宽展镁合金板材轧制方法，包括以下步骤：
准备镁合金轧制板坯，AZ31镁合金轧制板坯厚度5mm，宽度1000mm。
采用外部加热方法（火焰加热）把上轧辊1、下轧辊4、左侧压板7和右侧压板5预加热到300℃。
将镁合金轧制板坯在加热炉中加热到变形温度300℃，并保温10min。
取出镁合金轧制板坯进行等温轧制变形。轧制时上轧辊1的转速为30r/min，下轧辊4的转速为30r/min，为同步轧制。上轧辊1工作部分的直径Φ500mm，下轧辊4工作部分的直径Φ500mm。
轧制后对侧边进行修整。
得到轧制变形后板材厚度为3mm，板材宽度1000mm。
再准备后续的变形工序。
一种零宽展镁合金板材轧制装置，包括上轧辊1和下轧辊4。
下轧辊4的两端分别固定有左侧压板7和右侧压板5。
左侧压板7外侧有第一圆柱面，右侧压板5外侧有第二圆柱面。
第一圆柱面和第二圆柱面均与上轧辊1辊面相接触，并且在相互转动中始终保持配合。
上轧辊1位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为上轧辊工作部分。
下轧辊4位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为下轧辊工作部分。
第一圆柱的圆环端面、第二圆柱的圆环端面、上轧辊工作部分和下轧辊工作部分之间形成变形型腔3。
左侧压板7包括左上侧压板2和左下侧压板6，通过螺栓把左上侧压板2和左下侧压板6相对扣设固定在下轧辊4的左端。
左上侧压板2和左下侧压板6的外侧形成第一圆柱面。左上侧压板2和左下侧压板6的端面形成第一圆柱的圆环端面。
右侧压板5包括右上侧压板和右下侧压板，通过螺栓把右上侧压板和右下侧压板相对扣设固定在下轧辊4的右端。
右上侧压板和右下侧压板的外侧形成第二圆柱面。右上侧压板和右下侧压板的端面形成第二圆柱的圆环端面。
左上侧压板2、左下侧压板6、右上侧压板和右下侧压板均为分体的半圆形，对称地扣设在下轧辊4上。
上轧辊1工作部分与下轧辊4工作部分直径相同。
上轧辊1与下轧辊4的转速可以相同（同步轧制）。
上轧辊1与下轧辊4的转速可以不相同（异步轧制）。
在轧制变形过程中，左侧压板7与右侧压板5与下轧辊4一起旋转。
本实施例中的技术方案应用于AZ31镁合金板材轧制生产中获得了很好的效果。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：镁合金轧制板坯厚度7mm，宽度1000mm，修整侧边以后得到轧制变形后板材厚度4mm，宽度1000mm。具体参数见图8，表1。
实施例3：
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：镁合金轧制板坯厚度9mm，宽度1000mm，修整侧边以后得到轧制变形后板材厚度6mm，宽度1000mm。
实施例4
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：取出镁合金轧制板坯进行等温轧制变形。轧制时上轧辊1的转速为30r/min，下轧辊4的转速为45r/min，上轧辊1的工作部分和下轧辊4的工作部分直径均为Φ500mm，为异步轧制。
镁合金轧制板坯厚度5mm，宽度1000mm，修整侧边以后得到轧制变形后板材厚度3mm，宽度1000mm。
实施例5
本实施例与实施例4基本相同，其不同之处在于：
镁合金轧制板坯厚度7mm，宽度1000mm，修整侧边以后得到轧制变形后板材厚度4mm，宽度1000mm。
实施例6
本实施例与实施例4基本相同，其不同之处在于：
镁合金轧制板坯厚度9mm，宽度1000mm，修整侧边以后得到轧制变形后板材厚度6mm，宽度1000mm。
采用本发明专利技术的六个实施例制备的AZ31镁合金板材性能见表1。
Claims (5)
1.一种零宽展镁合金板材轧制方法：其特征在于包括以下步骤：
1) 把上轧辊（1）、下轧辊（4）、左侧压板（7）和右侧压板（5）预加热到300—350℃；
2) 将镁合金轧制板坯加热到300℃—350℃，并保温足够时间以保证镁合金轧制板坯加热彻底；
3) 取出镁合金轧制板坯进行等温轧制变形；
4) 对轧制变形后的镁合金板材进行侧边修整；
5) 得到厚度变薄，宽度方向为零宽展的镁合金板材。
2.根据权利要求1所述的一种零宽展镁合金板材轧制方法及：其特征在于包括以下步骤：步骤3）中所述的等温轧制变形为同步轧制。
3.根据权利要求1所述的一种零宽展镁合金板材轧制方法：其特征在于包括以下步骤：步骤3）所述的等温轧制变形为异步轧制。
4.一种零宽展镁合金板材轧制装置，包括上轧辊（1）和下轧辊（4）；其特征在于：下轧辊（4）的两端分别固定有左侧压板（7）和右侧压板（5）；
左侧压板（7）外侧有第一圆柱面，右侧压板（5）外侧有第二圆柱面；
第一圆柱面和第二圆柱面均与上轧辊（1）辊面相接触，并且在相互转动中始终保持配合；
上轧辊（1）位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为上轧辊工作部分；
下轧辊（4）位于第一圆柱的圆环端面和第二圆柱的圆环端面之间的部分为下轧辊工作部分；
第一圆柱的圆环形端面、第二圆柱的圆环端面、上轧辊工作部分和下轧辊工作部分之间形成变形型腔（3）。
5.根据权利要求4所述的一种零宽展镁合金板材轧制装置：其特征在于：
左侧压板（7）包括左上侧压板（2）和左下侧压板（6），通过螺栓把左上侧压板（2）和左下侧压板（6）相对扣设固定在下轧辊（4）的左端；
左上侧压板（2）和左下侧压板（6）的外侧形成第一圆柱面；左上侧压板（2）和左下侧压板（6）的端面形成第一圆柱的圆环端面；
右侧压板（5）包括右上侧压板和右下侧压板，通过螺栓把右上侧压板和右下侧压板相对扣设固定在下轧辊（4）的右端；
右上侧压板和右下侧压板的外侧形成第二圆柱面；右上侧压板和右下侧压板的端面形成第二圆柱的圆环端面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170222 |