CN110947766B - 一种减弱镁合金板材边裂的锥形轧辊及其轧制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种减弱镁合金板材边裂的锥形轧辊及其轧制方法，属于金属材料加工领域。锥形轧辊由挡板、锥套和轧辊主体组成，针对不同厚度的镁合金板坯轧制薄板过程中出现边裂的问题，选用合适的锥套，利用本发明所述锥形轧辊对板坯进行一道次轧制，在板坯上下表面预制相应高度和宽度的边部凸度，然后再利用普通平辊将板坯轧至薄板；或先利用锥形轧辊进行一道次轧制，在板坯上下表面预制边部凸度，中间道次为普通平辊和锥形轧辊交替轧制，最后一道次利用普通平辊轧制，将板坯轧至薄板。本发明锥套更换简单，重复利用率高，可使边部区域温降减缓，改善边部变形区的受力状态，减少边裂，提高板材成材率。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工领域，具体涉及一种减弱镁合金板材边裂的锥形轧辊及其轧制方法。
背景技术
镁合金具有比强度，比刚度高，防电磁等优异性能，是目前可商用最轻的金属结材料；广泛应用于3C、航空航天等领域。镁合金是密排六方结构，室温下滑移少，塑性变形能力差，因此镁合金板材的生产通常在一定的温度下进行，热轧是镁合金板材的主要生产方式，但镁合金热容小，散热快，在轧制过程中镁板与空气热对流交换、热辐射与轧辊摩擦、接触传热等使镁板边部温度小于中部，在轧制过程中变形不均匀，中部沿轧向延伸大于边部，对板材边部起到拉伸作用，使边部受轧向拉应力过大而开裂。边裂的形成不仅会造成切边增加，成材率低，而且在轧制过程中会继续扩展，造成断带等事故威胁设备及员工安全。
发明内容
针对不同厚度的镁合金板坯轧制薄板过程中出现边裂的问题，本发明目的是提供一种减弱或控制镁合金板材边裂，减少切边，提高镁板成材率的轧辊及其轧制方法。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种减弱镁合金板材边裂的锥形轧辊，如图1所示，包括：挡板，锥套，轧辊主体等。具体发明过程如下：
所述挡板，其特征在于：对锥套在辊身长度方向进行定位，防止锥套窜动。
所述锥套，其特征在于：锥套大径D与辊身直径相等，内部有花键槽，针对不同厚度的镁合金板材，锥度段长度s及锥度α可改变以预制不同高度和宽度的边部凸度，锥套结构示意图如图2所示。
所述轧辊主体，其特征在于：与锥套通过花键连接，防止轧制过程中锥套与轧辊主体发生相对转动；与锥套连接的轧辊段在端部开有螺纹孔，轧辊主体示意图如图3所示。
通过发明的轧辊端部锥辊段，来预制轧件边部的凸度，提高轧件边部的可变形量来弥补轧件边部变形能力的不足，从而实现减弱或控制镁合金板材轧制边裂的产生。
轧制方法一示意图如图4所示，其特征在于：针对不同厚度的板坯，选择合适的锥套，利用所述锥形轧辊对板坯进行一道次轧制，预制相应高度和宽度的边部凸度，然后利用普通平辊将板坯轧至薄板。
轧制方法二示意图如图5所示，其特征在于：针对不同厚度的板坯，选择合适的锥套，利用所述锥形轧辊对板坯进行一道次轧制，预制板坯边部凸度，中间道次为普通平辊和锥形轧辊交替轧制，最后一道次利用普通平辊轧制，将板坯轧至薄板。
通过所述发明过程，发明一种减弱或控制镁合金板材边裂的轧辊及其轧制方法，可有效减缓镁合金板材轧制过程中出现的边部损伤，实现减少切边，提高产品成材率的目的。
本发明优点及积极效果：
1.针对不同厚度的镁合金板坯，只需更换锥套，便可预制不同高度和宽度的边部凸度，零件更换简单，重复利用率高；
2.锥形轧辊一道次轧制后，边部产生大量变形热，使板坯边部温降减缓，有效抑制了边部区域受冷收缩开裂；
3.利用锥形轧辊预制板坯边部凸度后，再利用普通平辊轧制，在轧制变形区边部所受轧向拉应力明显减小，改善了边部变形区的受力状态。
附图说明
图1为本发明锥形轧辊结构示意图；其中1——螺栓；2——挡板；3——锥套；4——轧辊主体。
图2为本发明锥套结构示意图；其中L——锥套长度；D——大径；s——锥度段长度；α——锥度角。
图3为本发明轧辊主体。
图4为本发明轧制方法一示意图。
图5为本发明轧制方法二示意图。
具体实施方式
实施例1
轧制工艺示意图如图4所示，选取轧制材料为AZ31镁合金铸锭，坯料规格：400×340×10mm（RD×TD×ND），锥形轧辊辊身直径200mm，辊长400mm，其中锥套长度L为80mm，锥度段长度s为60mm，锥度角α为14°，将板坯加热至400℃，第一道次利用锥形轧辊轧制，压下率为15%，第二道次利用普通平辊轧制，压下率为20%，形成成品板材，完成轧制。
实施例2
轧制工艺示意图如图5所示，选取轧制材料为AZ31镁合金铸锭，坯料规格：420×320×40mm（RD×TD×ND），锥形轧辊辊身直径200mm，辊长400mm，其中锥套长度L为80mm，锥度段长度s为80mm，锥度角α为10°，将板坯加热至400℃，第一道次利用锥形轧辊轧制，压下率为20%，第二道次用普通平辊轧制，压下率15%，第三道次锥形轧辊轧制，压下率15%，最后一道次为平辊轧制，压下率为10%，形成成品板材，完成轧制。
Claims (1)
1.一种减弱镁合金板材边裂的轧制方法，其特征在于：针对不同厚度的镁合金板坯轧制薄板过程中出现边裂的问题，选用合适的锥套，利用锥形轧辊对板坯进行一道次轧制，在板坯上下表面预制相应高度和宽度的边部凸度，然后利用普通平辊将板坯轧至薄板；或先利用锥形轧辊进行一道次轧制，在板坯上下表面预制边部凸度，中间道次为普通平辊和锥形轧辊交替轧制，最后一道次利用普通平辊轧制，将板坯轧至薄板；所述锥形轧辊包括挡板、锥套和轧辊主体；轧辊主体两端均设有锥套；挡板对锥套在辊身长度方向进行定位，防止锥套窜动；锥套大径D与轧辊主体辊身直径相等，锥套内部有花键槽，针对不同厚度的镁合金板坯，锥度段长度s及锥度角α可改变以预制不同高度和宽度的边部凸度；轧辊主体与锥套连接的轧辊段在端部开有螺纹孔，并且为防止轧制过程中锥套与轧辊主体发生相对转动，轧辊主体与锥套通过花键连接。
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