CN108480577A - 铸轧镁合金型材的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铸轧镁合金型材的生产方法，（1）、镁合金液掺入无机物增强剂进行增强处理，再吹入CO2进行半凝固冷却处理；（2）、启动电动机，驱动上下辊轮转动；（3）、通过输液泵将镁合金液加入喂料咀，送入型腔并被上下辊轮冷却冷凝，在转动过程中送出成为型材。本发明设计合理，镁合金采用直接铸态成型方法，使其力学性质显著提高，扩大其应用范围。

Description

铸轧镁合金型材的生产方法
技术领域
本发明属于金属镁深加工领域，具体为一种高性能铸轧镁合金型材的生产方法。
背景技术
金属镁是一种银白色的轻金属，它的密度在20℃、一个大气压时为1.738g/cm3，是铁的4.5分之一，比铝轻三分之一，它具有良好的化学活性，具有良好的对电磁波屏蔽性能，另外它的比刚度、比强度的力学性能都高于钢和铝，是目前最轻的金属结构材料。由于其在所有的金属元素中是能够用作结构材料中密度最小的元素，所以广泛用于航空、航天、武器装备、交通工具、有色冶金、合金钢生产等。特别是当今环保和节能形势越来越严峻，航空航天、交通工具、武器装备对机动性能、敏捷性能及轻量化的要求越来越高，金属镁是最佳的金属结构材料。
但是，镁合金还存在着明显的缺陷，就是镁元素由于原子结构原因，它的塑性比铁、铝都差，因此镁及镁合金通过压延的方法生产的板材、型材都容易发生脆裂，成材率较低，产品的成本高，因此它的应用范围受到了很大的限制。绕过镁元素塑性差的缺陷，充分利用镁元素密度小，在金属结构材料中最低的优势，利用特种成型方法，生产特种高性能镁合金铸造制品，用于高附加值的航空、航天、武器装备，交通工具等有特种要求的行业。
发明内容
本发明目的是提供高性能铸轧镁合金型材的生产方法，利用铸态成型的镁合金成型方法代替传统的压延方法，生产镁合金型材，用于航空航天、武器装备和交通工具等行业。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种铸轧镁合金型材的生产方法，该生产方法应用如下铸轧生产设备，所述铸轧生产设备包括混凝土机座，所述混凝土机座上通过螺栓安装铸轧机机架，所述铸轧机机架通过轴承立式分别安装上辊轮和下辊轮，所述上辊轮中部为凸轮缘、两侧为凹缘边，所述下辊轮中部为轮槽、两侧为凸缘边，所述上辊轮的凸轮缘位于下辊轮的轮槽内并形成型腔；所述上辊轮的轮轴一端安装有主动齿轮和大皮带轮，所述下辊轮的轮轴一端安装有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合；所述大皮带轮通过皮带与安装于电动机输出轴上的小皮带轮连接；所述型腔外设有喂料咀，所述喂料咀上设置有镁合金液液位控制板，所述喂料咀两侧设有电加热器；所述上辊轮和下辊轮外均设有喷涂料管和高压风冷却管。
具体工艺如下：
（1）、镁合金液掺入无机物增强剂进行增强处理，再吹入CO2进行半凝固冷却处理；
（2）、启动电动机，驱动上下辊轮转动；
（3）、通过输液泵将镁合金液加入喂料咀，送入型腔并被上下辊轮冷却冷凝，在转动过程中送出成为型材。
本发明方法利用镁合金熔点低，651-670℃左右开始凝固的特性，采用镁合金液在上下两只对辊间冷凝成型的原理，当镁合金液流入对辊前的喂料咀时温度继续降低，向两辊间所设定的空隙（即型腔）流动时，镁合金液体内侧接触上辊轮的中部凸轮缘并开始逐步冷凝，镁合金液体外侧接触下辊轮的轮槽并开始逐步凝固，进入两辊最小空隙时，型腔边缘凝固，中心液体较少至完全凝固，被两辊挤出，成为目的产物镁合金型材。
本发明设计合理，镁合金采用直接铸态成型方法，使其力学性质显著提高，扩大其应用范围。
附图说明
图1表示铸轧设备的正面结构示意图。
图2表示铸轧设备的侧面结构示意图。
图中：1-混凝土机座，2-螺栓，3-铸轧机机架，4-下辊轮，5-上辊轮，6-轴承，7-螺杆，8-主动齿轮，9-大皮带轮，10-型腔，11-小皮带轮，12-电动机，13-从动齿轮，14-皮带，15-喂料咀，16-镁合金液液位控制板，17-电加热器，18-喷涂料管，19-高压风冷却管，20-补液管，21-冷凝的镁合金型材，22-输送机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种高性能铸轧镁合金型材的生产方法，工艺流程如下：
粗镁→制取高纯镁→合金化→添加增强无机材料→吹入CO2进行半凝固处理→铸轧→成品高性能镁合金型材。
该生产方法应用如下铸轧生产设备，如图1、2所示，铸轧生产设备包括混凝土机座1，混凝土机座1上通过螺栓2固定安装铸轧机机架3，铸轧机机架3通过轴承6立式分别安装上辊轮5和下辊轮4，上辊轮5中部为凸轮缘、两侧为凹缘边，下辊轮4中部为轮槽、两侧为凸缘边，上辊轮5的凸轮缘位于下辊轮4的轮槽内并形成为铸态镁合金型材的型腔10；铸轧机机架3顶部位于上辊轮5两侧设有两个用于调整上辊轮5平行度的螺杆7。上辊轮5的轮轴一端安装有主动齿轮8和大皮带轮9，下辊轮4的轮轴一端安装有从动齿轮13，主动齿轮8与从动齿轮13啮合；大皮带轮9通过皮带14与安装于电动机12输出轴上的小皮带轮11连接，电动机由变频器调整转动并通过上下辊轮端部的齿轮传动使上下辊轮同向运转；型腔10外设有喂料咀15，喂料咀15上设置有镁合金液液位控制板16，使得进入型腔10的镁合金液面始终保持一致，保证制备产品质量；喂料咀15两侧设有电加热器17，保证镁合金液进入型腔前保持合适的温度；补液管20保证喂料咀15内镁合金液面稳定；上辊轮5和下辊轮4外均设有喷涂料管18和高压风冷却管19，用于镁合金型材和辊面顺利脱离，对辊面进行快速降温冷却，利用镁合金液凝固成型材，最后由输送机构22送出冷凝的镁合金型材21。
具体工艺如下：
（1）、镁合金液采用高纯镁做原料，掺入无机物增强剂进行增强处理，再吹入CO2进行半凝固冷却处理；镁液合金化后采用添加无机物增强剂进行增强，根据用途，可添加无机纤维、无机物晶须、碳化物、氮化物或者硼化物进行增强；镁合金液采用半凝固技术，促使结晶细化，产品力学性质提高；
（2）、启动电动机，驱动上下辊轮同步转动；
（3）、通过输液泵将镁合金液加入喂料咀，送入型腔并被上下辊轮冷却冷凝，在转动过程中送出成为型材。
镁是一种密度小的轻金属，它是钢的密度的4.5分之一，比铝轻三分之一，它的比强度高于钢和铝，由于密度小，广泛应用于航空航天，武器装备，工程机械，但他的塑性较差，用它延压出的型材力学性能较差，应用受到限制，利用本发明方法的铸态成型，使其力学性能得到提高，而且通过添加无机增强材料，使其力学性能全面提升，扩大其应用范围。
应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种铸轧镁合金型材的生产方法，其特征在于：该生产方法应用如下铸轧生产设备，所述铸轧生产设备包括混凝土机座（1），所述混凝土机座（1）上通过螺栓（2）安装铸轧机机架（3），所述铸轧机机架（3）通过轴承（6）立式分别安装上辊轮（5）和下辊轮（4），所述上辊轮（5）中部为凸轮缘、两侧为凹缘边，所述下辊轮（4）中部为轮槽、两侧为凸缘边，所述上辊轮（5）的凸轮缘位于下辊轮（4）的轮槽内并形成型腔（10）；所述上辊轮（5）的轮轴一端安装有主动齿轮（8）和大皮带轮（9），所述下辊轮（4）的轮轴一端安装有从动齿轮（13），所述主动齿轮（8）与从动齿轮（13）啮合；所述大皮带轮（9）通过皮带（14）与安装于电动机（12）输出轴上的小皮带轮（11）连接；所述型腔（10）外设有喂料咀（15），所述喂料咀（15）上设置有镁合金液液位控制板（16），所述喂料咀（15）两侧设有电加热器（17）；所述上辊轮（5）和下辊轮（4）外均设有喷涂料管（18）和高压风冷却管（19）；
具体工艺如下：
（1）、镁合金液掺入无机物增强剂进行增强处理，再吹入CO2进行半凝固冷却处理；
（2）、启动电动机，驱动上下辊轮转动；
（3）、通过输液泵将镁合金液加入喂料咀，送入型腔并被上下辊轮冷却冷凝，在转动过程中送出成为型材。
2.根据权利要求1所述的铸轧镁合金型材的生产方法，其特征在于：所述无机物增强剂为无机纤维、无机物晶须、碳化物、氮化物或者硼化物。
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