JP2011509833A5 - - Google Patents
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Description
本発明は被圧延鋼板の半製品が逆方向温度場の状態で、マグネシウムとマグネシウム合金板材を圧延する方法に関っている。 The present invention relates to a method of rolling magnesium and a magnesium alloy sheet in a state where a semi-finished product of a rolled steel sheet is in a reverse temperature field.
〔背景技術〕
マグネシウムとマグネシウム合金は21世紀で最も将来性のある軽量構造金属材だと誉められており、省エネ化、再生資源、電磁遮蔽性能に優れた環境にやさしい材料で、航空・宇宙、兵器、自動車、オートバイ、自転車、列車、メトロ電車、3C 製品、電子通信、家電製品、スポーツ器材、医療器材、医療用介入材料、建物、海底ケーブルなどの領域で実用価値の将来性が高い。
[Background Technology]
Magnesium and magnesium alloys are praised as the most promising lightweight structural metal materials in the 21st century, and are environmentally friendly materials with excellent energy saving, recyclable resources, electromagnetic shielding performance, aerospace, space, weapons, automobiles, High potential for practical value in fields such as motorcycles, bicycles, trains, metro trains, 3C products, electronic communications, home appliances, sports equipment, medical equipment, medical intervention materials, buildings, and submarine cables.
マグネシウムとマグネシウム合金の可塑性が悪いし、塑性加工が難しいため、ずっとマグネシウム産業発展の主な技術ボトルネックとなっている。いかなる金属材料の応用では、鋳造技術をベースにする生産製品の市場はただ10〜15%を占めることに対し、塑性加工製品は80%以上の市場占有率を占有している。マグネシウムとマグネシウム合金の塑性加工の難しさはずっと世界の共通認識である。マグネシウムとマグネシウム合金は一次塑性加工が難しいだけではなく、二次塑性加工は一次よりも難しい。一次塑性加工技術の主要内容は次の通り:
押出技術:押出棒材、管材、型材。
Magnesium and magnesium alloys are poorly plastic and difficult to machine, making them a major technical bottleneck for the development of the magnesium industry. For any metallic material application, the market for production products based on casting technology only occupies 10-15%, whereas plastic processed products occupy more than 80% market share. The difficulty of plastic working of magnesium and magnesium alloys has been a common perception in the world. Magnesium and magnesium alloys are not only difficult to perform primary plastic working, but secondary plastic working is more difficult than primary. The main contents of primary plastic working technology are as follows:
Extrusion technology: extruded bar, tube, mold.
引抜技術:引抜糸材、線材、管材。 Drawing technology: drawn yarn material, wire material, pipe material.
圧延技術:圧延板材、線材、棒材、型材。 Rolling technology: rolled plate, wire, rod, mold.
鍛造技術:マグネシウム合金インゴットによる成形部品。 Forging technology: Molded parts made of magnesium alloy ingots.
一次塑性加工技術のうち、マグネシウムとマグネシウム合金板の圧延技術は最も難しい。マグネシウム合金薄板(0.3〜2 mm 厚さ)の製材率が30〜40%と低く、圧延スピードが遅く、圧延の工程が多くて、途中に何回もの加熱が必要であるため、マグネシウム合金板材の製造コストは高くて、価格は非常に高価である。板材が一次塑性加工製品の60%を占めており、マグネシウム合金板材圧延技術はマグネシウムとマグネシウム合金の産業発展を妨げる主要技術なのである。 Among primary plastic working techniques, the rolling technique of magnesium and magnesium alloy sheets is the most difficult. Magnesium alloy sheet (0.3-2 mm thickness) sawing rate is as low as 30-40%, rolling speed is slow, there are many rolling processes, and many heating steps are required. The manufacturing cost is high and the price is very expensive. Sheet material accounts for 60% of primary plastic processed products, and magnesium alloy sheet rolling technology is the main technology that hinders the industrial development of magnesium and magnesium alloys.
一次塑性加工で圧延製造されたマグネシウム板材の可塑性が悪いため、二次塑性加工が必要となる。例えば、熱押出の成形部品の場合、軟鋼板とアルミニウム板のように、室温における冷却押抜と冷却押出による成形部品が出来ないので、生産性は低い。加熱成形部品表面品質が悪いし、コストが高くて、非常に高価である。加温押出や加熱押出では、ひび発生が易いことから、その生産過程の困難さに繋がる。 Since the plasticity of the magnesium plate produced by rolling by primary plastic working is poor, secondary plastic working is required. For example, in the case of a hot-extrusion molded part, unlike a mild steel sheet and an aluminum sheet, a molded part cannot be formed by cooling extrusion and cooling extrusion at room temperature, so the productivity is low. The surface quality of thermoformed parts is poor, the cost is high, and it is very expensive. In warm extrusion or heat extrusion, cracks are easily generated, leading to difficulty in the production process.
マグネシウムとマグネシウム合金の可塑性、仕上げ率、生産性を高めて、コストダウンを図るのは、世界諸国の科学技術者の長期的な取り組みの目標となるが、現在では、ブレークスルーを遂げていない。 Increasing the plasticity, finish rate, and productivity of magnesium and magnesium alloys to reduce costs is the goal of long-term efforts by scientists and engineers around the world, but has not yet achieved breakthroughs.
可塑性加工技術、特に板材圧延技術で解決されない板材の応用と普及は、型材、糸材、管材などの応用に制約要因となっている。これによって、マグネシウムとマグネシウム合金の産業は、アルミニウムとアルミニウム合金産業のように急成長を遂げるものではない。 The application and spread of plate materials that cannot be solved by plastic processing technology, particularly plate material rolling technology, is a limiting factor in the application of mold materials, yarn materials, pipe materials and the like. As a result, the magnesium and magnesium alloy industry is not as fast as the aluminum and aluminum alloy industry.
マグネシウムの結晶構造は六方晶格子構造に属して、室温環境における可塑性の悪さが “生まれつき弱い”で、結晶構成を変わる取り組みは不可能だ。六方晶格子構造が変わると、もうマグネシウムとマグネシウム合金とならない。マグネシウムとマグネシウム合金の純度を高めることは、防食性能と可塑性を改善することができるが、高価のコストを必要とするので、量産に適しない。現在、全世界はどのようにマグネシウム合金の結晶粒子を細分化するかを目標に集めている状態である。細分化された結晶粒子はマグネシウムとマグネシウム合金の可塑性を大幅に改善できるからである。このように、ようやくマグネシウム合金の2次塑性加工成形部品に役立つ。 The crystal structure of magnesium belongs to the hexagonal lattice structure , and the poor plasticity at room temperature is “naturally weak”, so it is impossible to change the crystal structure. When the hexagonal lattice structure is changed, not follow the other magnesium and magnesium alloy. Increasing the purity of magnesium and a magnesium alloy can improve the anticorrosion performance and plasticity, but is not suitable for mass production because it requires expensive costs. Currently, the whole world is in a state of gathering with the goal of how to subdivide the crystal grains of magnesium alloy. This is because the finely divided crystal particles can greatly improve the plasticity of magnesium and a magnesium alloy. In this way, finally, it is useful for secondary plastic working parts of magnesium alloy.
研究によると、マグネシウム合金の可塑性を大幅に向上させるには、結晶粒子を10umに細分化することが必要だが、これは必要条件である。10um までの細分化だけではなく、必ず結晶粒子の大きさの均一化を保つことは十分な条件である。 Research shows that to significantly improve the plasticity of magnesium alloys, it is necessary to subdivide the crystal grains into 10 um, which is a necessary condition. It is a sufficient condition not only to subdivide to 10 um but also to keep the crystal grains uniform in size.
このような技術は、マグネシウムとマグネシウム合金の可塑性を効果的に高めることができる。 Such a technique can effectively increase the plasticity of magnesium and a magnesium alloy.
従来のマグネシウム合金熱間圧延とコールド・ローリング技術に基づいて、マグネシウム合金板材の結晶粒子を10um 以下に細分化し、結晶粒子の大きさの均一化を保つことは非常に困難で、量産に絶対に適しない。 Based on conventional magnesium alloy hot rolling and cold rolling technology, it is very difficult to subdivide the crystal grain of magnesium alloy sheet to 10 um or less and keep the crystal grain size uniform, and it is absolutely necessary for mass production Not suitable.
現在、国内外のマグネシウム合金結晶粒子を細分化する新技術と方法は次の通り:
快速粉末凝固セット押出再熱間圧延技術、同一の直径経路による押出方法(ECAE)等が挙げられている。これらの技術はマグネシウム合金の結晶粒子の寸法を亜ミクロンに細分化するなら、これらの方法は可塑性を大幅に向上させることができるが、生産性の低下、高コストを原因として、量産に適せず、板材の生産に対応できない。
Currently, new technologies and methods for subdividing domestic and foreign magnesium alloy crystal particles are as follows:
Fast powder solidification set extrusion re-hot rolling technology, extrusion method (ECAE) by the same diameter path, etc. are mentioned. These techniques can greatly improve the plasticity if the size of the magnesium alloy crystal particles is subdivided into submicrons, but they are suitable for mass production due to lower productivity and higher cost. Therefore, it cannot respond to the production of plate materials.
現在、国内外の最も人気を呼んでいるマグネシウム合金板材のダブルローラープロセスでは、結晶粒子を10um 以下に細分化することができるが、鋳造構造に帰するので、さらに熱間圧延と冷間圧延の実施が必要である。ダブルローラー板材をそのままに使用しようとすれば、純マグネシウムと強さの低いマグネシウム合金のみに適し、また板材の可塑性の指標は不安定で、質は最も制御しにくいことから、同技術を用いる量産が出来ない。個々の先進国では、液体マグネシウム合金のダブルローラー鋳造技術がただ半製品の製造のみに適し、後続の熱間圧延工程に作業量を削減し、生産性アップに繋がるので、コストダウンが可能であるが、板材の可塑性を大幅に向上させる必要があり、今のところ実行可能性がなく、さらに検討しなければならないことをもう認識している。 Currently, the double roller process a magnesium alloy sheet is called the most popular abroad, can be subdivided crystal particles below 10um, so attributable to the casting structure, further hot rolling and cold rolling Implementation is necessary. If the double roller plate material is used as it is, it is suitable only for pure magnesium and low strength magnesium alloy, and the plasticity index of the plate material is unstable and the quality is the most difficult to control. I can't. In individual developed countries, liquid magnesium alloy double-roller casting technology is only suitable for semi-finished products, reducing the amount of work in the subsequent hot rolling process and increasing productivity, thus reducing costs. However, it is already recognized that the plasticity of the board needs to be significantly improved, is not feasible at the moment and must be considered further.
従って、ダブルローラー鋳造技術を用いて生産を小規模に行ったのは、ただオーストラリア国家科学技術と工業研究センターだけあり、その他の各国、例えば米国、ドイツ、中国などは依然として試験段階にとどまっている現状である。 Therefore, only the Australian National Science and Technology and Industrial Research Center produced small-scale production using double roller casting technology, and other countries such as the United States, Germany, and China are still in the testing stage. Currently.
本発明の以外、現在、マグネシウムとマグネシウム合金板材圧延技術で本質的なブレークスルーを遂げておらず、マグネシウムとマグネシウム合金板材の市場価格は依然として非常に高価で、応用と普及をなかなか実現することができない。 Other than the present invention, at present, magnesium and magnesium alloy sheet material rolling technology has not achieved an essential breakthrough, the market price of magnesium and magnesium alloy sheet material is still very expensive, it can be easily applied and popularized Can not.
〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は1種の逆方向温度場を利用した圧延技術を用いて、マグネシウムとマグネシウム合金板材における出来率低下、生産性の低下、高コスト、高価など一連の課題を解決するとともに、マグネシウム合金板材の可塑性の悪さという課題を解決することを目的とする。
[Summary of the Invention]
[Problems to be Solved by the Invention]
The present invention solves a series of problems such as reduction in yield, reduction in productivity, high cost, and high cost in magnesium and magnesium alloy sheet using a rolling technology utilizing one kind of reverse temperature field, and magnesium alloy sheet The purpose is to solve the problem of poor plasticity.
マグネシウム合金板材の2次塑性加工、即ち板材の押抜成形と押出成形を室温環境下に行えるために、基礎を築く。 A foundation will be laid for secondary plastic processing of magnesium alloy sheets, that is, extrusion and extrusion of sheets in a room temperature environment.
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するには、次の技術案を用いる必要がある:
本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法であって、加熱式鋼板圧延機の圧延ローラーは逆方向温度場下で圧延し、加熱によって、圧延ローラーの温度と非圧延板材の初期温度場とを適合させることである。本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法において、逆方向温度場は、圧延開始時点における半製品の初期温度場であり、被圧延板材の圧延開始時点における半製品の表面温度が半製品の中央部より高い温度を指し、圧延変形過程において、熱量が外部から内部へ伝わることである。本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法では、上記圧延過程において、半製品の表面温度を450〜250℃、半製品の厚さ方向の中央部の温度を20〜150℃の範囲とし、各圧延の圧下量の相対値を20%〜70%、圧延スピードを5〜10メートル/分の範囲にすることである。本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法では、上記圧延過程において、半製品の表面温度が450℃、400℃、または300℃であり、中央部の温度が20℃であることである。
[Means for solving the problems]
To achieve the above objectives, the following technical solution should be used:
For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, I rolling method der utilizing a reverse temperature field, the rolling rollers heated steel rolling mill and rolled under reverse temperature field, by heating It is to adapt the temperature of the rolling roller and the initial temperature field of the non-rolled sheet material. In the rolling method using a reverse temperature field for producing a highly plastic magnesium alloy sheet according to the present invention , the reverse temperature field is an initial temperature field of a semi-finished product at the start of rolling, the surface temperature of the semi-finished product in the rolling start point refers to a temperature higher than the center portion of the workpiece, in the rolling deformation processes, heat is Rukoto I transfer from outside to inside. For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, the rolling method using a reverse temperature field, in the rolling process, the semifinished product surface temperature four hundred fifty to two hundred fifty ° C., the workpiece thickness direction of the The temperature of the central part is in the range of 20 to 150 ° C., the relative value of the rolling reduction of each rolling is in the range of 20% to 70%, and the rolling speed is in the range of 5 to 10 meters / minute. For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, the rolling method using a reverse temperature field, in the rolling process, the surface temperature of the semi-finished product is 450 ° C., was 400 ° C., or 300 ° C., the temperature of the central part is that it is 20 ° C..
本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法では、上記圧延過程において、半製品の表面温度が450℃であり、中央部の温度が100 ℃であることである。 For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, the rolling method using a reverse temperature field, in the rolling process, the surface temperature of the semi-finished product is 450 ° C., the temperature of the central portion 100 ° C. It is to be.
本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法は、もとの半製品を構成部分にするインゴットに対し複数回の圧延を行う時、圧下量の相対変形量を、第1〜2回目は20〜30%、第3〜6回目は30〜40%、第7〜10回目は40〜50%、第10回目以降は50〜70%とすることである。 For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, a rolling method using a reverse temperature field, when performing rolling of a plurality Shi pairs ingot to components of the original semi-finished product once, pressure The amount of relative deformation of the amount is 20 to 30% for the first and second times, 30 to 40% for the third to sixth times, 40 to 50% for the seventh to tenth times, and 50 to 70% for the tenth and later times. Is to do .
本発明にかかる可塑性の高いマグネシウム合金板材を製造するための、逆方向温度場を利用した圧延方法は、もとの半製品を構成部分にするインゴットにし複数回の圧延を行うとき、圧下量の相対変形量を、圧下量の相対変形量を、第1〜2回目は20〜30%、第3〜5回目は30〜40%、それ以降圧延する時は、最終板材の厚さに応じて、各圧下量の相対変形量を30〜60%の範囲にすることである。 For the production of high magnesium alloy sheet of plastic according to the present invention, a rolling method using a reverse temperature field, when a plurality of times of rolling the ingot to components of the original semi-products, reduction rate the relative amount of deformation, the relative amount of deformation of rolling reduction, the 1-2 round of 20-30%, the third to fifth round of 30-40%, when rolling later, depending on the thickness of the final sheet material Thus, the relative deformation amount of each reduction amount is in the range of 30 to 60%.
〔発明の効果〕
1 、国内外の現行マグネシウム合金板材の熱間圧延技術では、初期温度が420 ℃ 〜50 ℃ ,最終温度が約300 ℃ 、毎回の圧下量が20%程度。肉厚120mm のインゴットをl 〜2mm 板材に圧延するには、加熱回数3 〜5 回を必要とする。必要な圧延作業回数は26〜28回、出来率は30〜40 %。本発明におけるマグネシウムとマグネシウム合金板材圧延技術は、既存の国内外の圧延技術と異なり、逆方向温度場圧延技術を採用している。厚さ120mm からl mm に圧延する薄板では、半製品で加熱回数が一回、初期温度が420℃ ,毎回の圧下量を30〜60 %と高めることが出来るとともに、必要な総回数は13〜14回程度、加熱の回数は2 〜4回削減が可能で、総回数は一般圧延技術の1/2程度を実現することが出来る。さらに、材料の利用率は60- 70 %。このようなだけではなく、本発明で提案されているマグネシウム合金板材の結晶粒子は小さくて、しかも平均しているので、板材の結晶粒子の寸法を10um以下に抑え、普通の場合、2〜6um 範囲内に細分化し、大幅に板材の可塑性を向上することが出来ることから、板材の延長率は、横や縦に関らず21%以上と安定に達成することが出来るとともに、大多数は25〜28%に上り、ひいては34%にも達することができる。その上、板材の縦方向と横方向における性能の食い違いはとても小さくて、10-15 %と小範囲に抑えることが可能である。
〔Effect of the invention〕
1. The current hot rolling technology for magnesium alloy sheets in Japan and overseas has an initial temperature of 420 ° C to 50 ° C, a final temperature of about 300 ° C, and a rolling reduction of about 20% each time. In order to roll an ingot with a wall thickness of 120 mm to a l-2 mm plate, it is necessary to heat 3-5 times. The required number of rolling operations is 26 to 28, and the yield is 30 to 40%. Magnesium and a magnesium alloy sheet rolling technology in the present invention, unlike the rolling technology of existing national and international, that employs a reverse temperature field rolling technology. For thin sheets rolled from 120 mm to l mm in thickness, the number of times of heating is one time for a semi-finished product, the initial temperature is 420 ° C., and the reduction amount can be increased to 30 to 60% each time. About 14 times, the number of times of heating can be reduced 2 to 4 times, and the total number of times can be about 1/2 of the general rolling technology. Furthermore, the utilization rate of materials is 60-70%. In addition to this, since the crystal grains of the magnesium alloy plate material proposed in the present invention are small and average, the size of the crystal particles of the plate material is suppressed to 10 um or less, and in normal cases, 2 to 6 um. Since it can be subdivided within the range and the plasticity of the plate material can be greatly improved, the extension rate of the plate material can be stably achieved at 21% or more regardless of the horizontal or vertical, and the majority is 25 It can reach ˜28% and eventually 34%. In addition, the discrepancy between the longitudinal and lateral performances of the plate is very small and can be kept to a small range of 10-15%.
2 、本発明は、マグネシウム合金板材の製造コスト上の課題を解決したことで、アルミニウム合金板材の製造コストに達成するか近似することを可能にするとともに、板材の可塑性の悪さという課題を解決しており、板材の可塑性指標を防錆アルミ合金のレベルに達成させて、軟鋼板材の可塑性の指標のレベルに接近することを実現していた。本発明は本質から、マグネシウムとマグネシウム合金の可塑性加工技術の課題を解決していることである。 2.The present invention solves the problem of the manufacturing cost of the magnesium alloy sheet, thereby enabling to achieve or approximate the manufacturing cost of the aluminum alloy sheet, and solving the problem of poor plasticity of the sheet. Therefore, the plasticity index of the plate material was achieved at the level of the rust-proof aluminum alloy, and the plastic index of the mild steel plate material was approached. In essence, the present invention solves the problem of plastic processing technology of magnesium and magnesium alloy.
3 、本発明は人々の持っているマグネシウム合金の可塑性の悪さ、塑性加工の困難さがあるという従来の考え方を変わっており、マグネシウム合金の室温での冷却塑性加工が出来ないペナルティエリアをブレークスルーしている。すでにマグネシウムとマグネシウム合金の可塑性の加工技術分野で、重大なブレークスルーを収めたと言える。それによって、マグネシウムとマグネシウム合金の応用と普及のために、新しい技術の道を創始した。 3. The present invention has changed the conventional idea that the magnesium alloy has poor plasticity and difficulty in plastic working, and breaks through the penalty area where magnesium alloy can not be cooled plastically processed at room temperature. doing. It can be said that there has already been a significant breakthrough in the plastic processing technology field of magnesium and magnesium alloys. As a result, a new technological path was created for the application and diffusion of magnesium and magnesium alloys.
4 、本発明の逆方向温度場圧延は被圧延板材の半製品の表面温度が半製品の中央部の温度より高いことから生じた温度場を逆方向温度場圧延と言って、普通の全ての圧延過程における温度場の温度の格差とちょうど反対している。普通の全ての圧延技術では、熱間圧延か、それとも室温下の冷間圧延かに関らず、半製品の中央部の温度は表面温度より高く、熱量は半製品から外部と圧延ローラーに向かって放熱することで、つまり板材の中央部の温度が板材の表面温度より高い正方向の温度場を形成する。 4.In the reverse temperature field rolling of the present invention, the temperature field resulting from the fact that the surface temperature of the semi-finished product of the plate material to be rolled is higher than the temperature of the center part of the semi-finished product is called reverse temperature field rolling. It is just opposite to the temperature gap of the temperature field in the rolling process. In all common rolling techniques, whether hot rolling or cold rolling at room temperature, the temperature of the center of the semi-finished product is higher than the surface temperature, and the amount of heat goes from the semi-finished product to the outside and the rolling roller. Heat dissipation, that is, a temperature field in the positive direction in which the temperature at the center of the plate is higher than the surface temperature of the plate is formed.
マグネシウムとマグネシウム合金室の室温可塑性が悪いため、容易に塑性加工が出来ない。本発明はマグネシウムとマグネシウム合金の塑性加工技術の可塑性の直しに着手して、すべての従来の塑性加工技術方法におけるマグネシウムとマグネシウム合金の塑性加工への不適応という全ての課題を解決しており、現在全ての塑性加工の過程が正方向の温度場に属し、いわゆる正方向の温度場は、すべての塑性加工の変形体内部の温度が皆表面温度より高いので、過程を変形する中で、可塑性変形の発生熱量は鋳型の方向に向かって放熱することで、このような変形体の中央部の温度が変形体の表面温度より高い温度の格差を形成しているので、本発明でそれを正方向の温度場と定義し、本発明では、ちょうど正方向の温度場に反対し、変形体に表面が中央部の温度より高い格差を実現することから、従来の塑性加工のプロセスにおける正方向の温度場とちょうど反対したので、本発明では“逆方向温度場の塑性加工”だと定義される。逆方向温度場の圧延技術は逆方向温度場の塑性加工中の逆方向温度場塑性加工方法の1つである。 Since the room temperature plasticity of the magnesium and magnesium alloy chambers is poor, plastic processing cannot be easily performed. The present invention has begun to repair plasticity of plastic processing technology of magnesium and magnesium alloy, and solves all the problems of non-adaptation to plastic processing of magnesium and magnesium alloy in all conventional plastic processing technology methods, Currently, all plastic working processes belong to the positive temperature field, and the so-called positive temperature field is plasticity in the deformation process because the temperature inside the deformed body of all plastic working is higher than the surface temperature. The amount of heat generated in the deformation is dissipated in the direction of the mold, so that the temperature difference in the center of the deformable body is higher than the surface temperature of the deformable body. In the present invention, since the surface of the deformed body has a higher disparity than the temperature at the center, it is opposite to the temperature field in the positive direction. Just as was opposite to the positive direction of the temperature field, the present invention is defined that it is "plastic working of the reverse temperature field". The reverse temperature field rolling technique is one of the reverse temperature field plastic working methods during the reverse temperature field plastic working.
逆方向の温度塑性加工という新技術方法は、技術原理から従来の塑性加工での正方向温度場の過程に対して提案されることから、逆方向温度場は従来の正方向の温度場に対する裏切りだ。人為的に変えた従来の塑性加工の温度場では、熱間圧延の塑性加工であっても、冷間圧延の可塑性加工であっても、全ての方法に基づく変形中の変形体の温度場の規則が確立されており、鋳型の方向に放熱、熱伝導を行う過程だと言える。そのため、逆方向の温度塑性加工での変形過程は、皆変形体の表面から変形体の内部に熱伝導を行う過程であり、本発明はマグネシウムとマグネシウム合金に対し提案されるものの、原理からすべての金属材料塑性加工の過程に適用して、技術理論の面から普遍の意義を有している。そのため本発明のマグネシウムとマグネシウム合金の逆方向温度場圧延プロセス方法は、堅固な技術理論の基礎を持っている。 Since a new technical method called reverse temperature plastic working is proposed for the process of forward temperature field in conventional plastic working from the technical principle, reverse temperature field is a betrayal to conventional forward temperature field. It is. In the temperature field of conventional plastic processing that has been artificially changed, whether it is hot rolling plastic processing or cold rolling plastic processing, the temperature field of the deforming body under deformation based on all methods Rules have been established, and it can be said that this is a process of heat dissipation and heat conduction in the direction of the mold. Therefore, the deformation process in the thermoplastic working in the reverse direction is a process in which heat is transferred from the surface of the deformed body to the inside of the deformed body, and the present invention is proposed for magnesium and magnesium alloys, It has a universal significance in terms of technical theory, applied to the process of plastic processing of metallic materials. Therefore, the reverse temperature field rolling process method of magnesium and magnesium alloy of the present invention has a solid technical theory basis.
技術上から、本方法がマグネシウムとマグネシウム合金の塑性加工に対応することで、マグネシウムとマグネシウム合金板材の圧延作業が最も困難なため、この課題を徹底的に解決するため、本発明はマグネシウムとマグネシウム合金板材に対する圧延プロセス方法に対応して提出される。 From the technical point of view, since this method corresponds to the plastic working of magnesium and magnesium alloy, the rolling work of magnesium and magnesium alloy sheet is the most difficult. It is submitted corresponding to the rolling process method for the alloy sheet.
〔発明を実施するための形態〕
〔実施例〕
〔実施例1〕
可塑性の高いマグネシウム合金板材の逆方向温度場を作る為の圧延プロセス方法である。加熱鋼板圧延機の圧延ローラーは逆方向温度場外で圧延して、本書に言う加熱より、圧延ローラーの温度と非圧延板材の初期温度場とは該当すること。
[Mode for Carrying Out the Invention]
〔Example〕
[Example 1]
This is a rolling process method for creating a reverse temperature field of a highly plastic magnesium alloy sheet. The rolling roller of a heated steel plate rolling machine is rolled out of the reverse temperature field, and the temperature of the rolling roller and the initial temperature field of the non-rolled sheet material correspond to the heating mentioned in this document.
本書に言う逆方向温度場は圧延開始時点における半製品の初期温度場、被圧延板材の圧延開始時点における半製品の表面温度が半製品の中央部より高い温度を指し、圧延変形過程において、熱量が外部から内部へ伝えることである。 The reverse temperature field referred to in this document refers to the initial temperature field of the semi-finished product at the start of rolling, the temperature at which the surface temperature of the semi-finished product is higher than the center of the semi-finished product, and the amount of heat Is to communicate from outside to inside.
〔実施例2〕
実施例1の圧延方法のうち、半製品表面温度が450〜250 ℃ ,中央部の温度が20〜150 ℃ を範囲にし、毎回の圧下量が相対値の20%〜70 %、圧延スピードが5〜10メートル/分を範囲にすることである。
[Example 2]
In the rolling method of Example 1, the surface temperature of the semi-finished product is 450 to 250 ° C., the temperature of the central part is in the range of 20 to 150 ° C., and the rolling amount of each time is 20% to 70% of the relative value, and the rolling speed is 5 The range is ~ 10 meters / minute.
〔実施例3〕
実施例1の圧延方法のうち、半製品の表面温度が450 ℃ ,中央部の温度が100 ℃である。
Example 3
Of rolling method in Example 1, the surface temperature of the semi-finished product is 450 ° C., the temperature of the central portion is 100 ° C..
〔実施例4〕
本書に言う可塑性の高いマグネシウム合金板材の逆方向温度場を作る為の圧延プロセス方法では、もとの半製品を構成部分にするインゴットに対する何回目もの圧延を行う時、第1 〜2回目の圧下量は、相対変形量の20 〜30 % ,第3 〜6 回目は30〜40 % , 第7 〜10 回目は40〜50% ,第10 回目以降は50〜60%であることである。
Example 4
In the rolling process method for creating a reverse temperature field of a highly plastic magnesium alloy sheet as described in this document, the first and second rolling reductions are performed when the ingot is made up of the original semi-finished product. The amount is 20 to 30% of the relative deformation, 30 to 40% for the 3rd to 6th times, 40 to 50% for the 7th to 10th times, and 50 to 60% for the 10th and subsequent times.
〔実施例5〕
上記の実施例1 、2 、3 に言う可塑性の高いマグネシウムとマグネシウム合金板圧延方法のうち、もとの半製品を構成部分にするインゴットに対する何回目もの圧延を行う時、第1 〜2回目の圧下量は、相対変形量の20 〜30 % ,第3 〜5 回目は30〜40 % 。その後、圧延作業を行うとき、最終の板材の厚さに基づいて、毎回の圧下量の相対変形量を30 〜60 %の範囲で選択が可能である。
Example 5
Of the high plasticity magnesium and magnesium alloy sheet rolling methods described in Examples 1, 2 and 3, the first and second times when rolling the ingot with the original semi-finished product as a constituent part . The amount of reduction is 20 to 30% of the relative deformation, and 30 to 40% for the third to fifth rounds. Thereafter, when performing the rolling operation, it is possible to select the relative deformation amount of the rolling reduction amount in the range of 30 to 60% based on the thickness of the final plate material.
〔実施例6〕
1 、原材料:厚さ100mm の偏平インゴットを採用。幅は鋼板圧延機のローラーの長さによって決定し、本実施例では、幅は400mm ,長さは600mm とする。
合金はAZ31マグネシウム合金(成分は米国の規格に準拠する)。
Example 6
1. Raw material: 100mm thick flat ingot is adopted. The width is determined by the length of the roller of the steel plate rolling machine. In this embodiment, the width is 400 mm and the length is 600 mm.
The alloy is AZ31 magnesium alloy (components conform to US standards).
2 、原材料のインゴットに対する加熱:加熱インゴット表面と作業開始時点における表面と中央部の温度は400 ℃ 〜20 ℃程度。 2. Heating of the raw material ingot: The temperature of the surface of the heated ingot and the surface and the central part at the start of the work is about 400 ° C to 20 ° C.
3 、圧延スピード:5〜10m/min 。 3, rolling speed: 5-10m / min.
4 、潤滑剤:ケイ素油、植物油の吹付け塗装ベースの圧延ローラーおよび半製品の表面を採用する。 4, Lubricant: Adopt the surface of rolling roller and semi-finished product based on spray coating of silicon oil, vegetable oil.
5 、毎回の圧下量及び圧延回数合計:
毎回の圧下量の相対変形量を30〜60%基準に制御し、厚さ100mmから1 mmに圧延、圧延作業の総回数は13〜14回。
5, the total amount of rolling and the number of rolling times:
The relative amount of deformation of each of rolling reduction was controlled to 30% to 60% based on, rolled from a thickness of 100mm to 1 mm, the total number of rolling operation is 13 to 14 times.
6 、圧延後、縁の切断と頭部・トレーラー板への処理。 6. After rolling, cutting edge and processing to head / trailer plate.
7 、材料の利用率:65〜66%。 7, material utilization: 65-66%.
8 、圧延後、厚さlmm薄板の力学性能:
板材の縦方向の性能:
屈服強度:l56Mpa ,抗張力26lMpa ,延長率26%。
8, after rolling, mechanical performance of lmm thin plate:
Longitudinal performance of the board:
Bending strength: l56Mpa, tensile strength 26lMpa, extension rate 26%.
板材の横方向の性能:
屈服強度:165MPa ,抗張力255MPa ,延長率24%。
Lateral performance of the board:
Bending strength: 165 MPa, tensile strength 255 MPa, elongation rate 24%.
〔実施例7〕
1 、原材料:zK61マグネシウム合金(成分は米国の規格に準拠する)のインゴット。インゴットの寸法:厚さ20mm X400mm (幅)X400mm(長さ)。
Example 7
1, raw material: zK61 magnesium alloy (components conform to US standards) ingot. Ingot dimensions: Thickness 20mm X400mm (width) X400mm (length).
2 、インゴットの半製品に対する加熱:加熱のインゴットの表面、作業開始時点における表面と中央部の温度は400 ℃ 〜20 ℃程度450 ℃ 〜100 ℃。 2, the heating of the ingot semi-finished product: the surface of the heating ingot, the temperature of the surface and the central part at the start of work is about 400 ℃ ~ 20 ℃ 450 ℃ ~ 100 ℃.
3 、圧延スピード:5 〜10m / min 。 3, rolling speed: 5-10m / min.
4 、潤滑剤;ケイ素油、植物油の吹付け塗装ベースの圧延ローラーおよび半製品の表面を採用する。 4 、 Lubricant: Adopt the surface of rolling roller and semi-finished product based on spray coating of silicon oil and vegetable oil.
5 、毎回の圧下量及び圧延回数合計:
厚さ20mmのインゴットを厚さ0.5mm〜0.4mm に圧延;
第1 回目の圧下量は20% .
第2回目の圧下量は30% ;
第3〜6回目の圧下量は40% ;
第7〜8 回目の圧下量は50% ;
総回数は8回。
5, the total amount of rolling and the number of rolling times:
Rolling an ingot with a thickness of 20mm to a thickness of 0.5mm to 0.4mm;
The first rolling reduction is 20%.
The second rolling reduction is 30%;
3rd to 6th reduction is 40%;
7th to 8th reduction amount is 50%;
The total number of times is 8.
6 、圧延後、縁の切断と頭部・トレーラー板への処理。 6. After rolling, cutting edge and processing to head / trailer plate.
7 、材料の利用率:65〜66%。 7, material utilization: 65-66%.
8 、圧延後、厚さ1mm薄板の力学性能:
板材の縦方向の性能:
屈服強度:230Mpa ,抗張力340Mpa ,延長率34%。
8 、 Mechanical performance of 1mm thick sheet after rolling:
Longitudinal performance of the board:
Bending strength: 230Mpa, tensile strength 340Mpa, extension rate 34%.
板材の横方向の性能:
屈服強度:250MPa ,抗張力336MPa ,延長率28 % .
本発明の実施例6と実施例7におけるコア技術仕様は半製品の初期逆方向温度場コントロールと毎回の圧下量のコントロールである。
Lateral performance of the board:
Bending strength: 250 MPa, tensile strength 336 MPa, elongation rate 28%.
The core technical specifications in Examples 6 and 7 of the present invention are the initial reverse temperature field control of the semi-finished product and the control of the amount of reduction every time.
逆方向温度場のコントロールは半製品の表面と中央部の温度の差、即ち温度の格差をさす。これは、初期圧延時の温度場、即ち初期温度場を制御するさえ結構である。圧延変形の過程において、熱伝導と可塑性変形に生じる熱エネルギーを受け、板材の表面と中央部の温度を次第に一致させるため。そのため、温度場は変化しているので、薄板の瞬間温度の変形は温度の格差をなくして、厚板に対し、温度の一致を達成するには、時間がかかる。実施例では、一種の実施方式のパラメーターだけが提案されており、実は、板厚に応じて、毎回の圧下量及び合金成分によって、初期逆方向温度場の温度の格差を調整することができる。たとえば、温度の格差範囲:半製品の表面温度は250 ℃〜450 ℃ を範囲に調整が可能で、中央部の温度が20℃ 〜150 ℃を範囲に調整が可能である。 Control of the reverse temperature field refers difference in temperature of the surface and the central portion of the semi-finished product, i.e. the temperature of the disparities. This can even control the temperature field during initial rolling, i.e., the initial temperature field. In order to gradually match the temperature of the surface and the center of the plate by receiving heat energy generated in heat conduction and plastic deformation during the rolling deformation process. For this reason, since the temperature field is changing, it takes time to achieve the coincidence of temperature with respect to the thick plate by eliminating the temperature difference when the instantaneous temperature of the thin plate is deformed. In the embodiment, only one kind of parameters of the implementation method is proposed, and in fact, the temperature difference of the initial reverse temperature field can be adjusted by the amount of rolling and the alloy component each time depending on the plate thickness. For example, the temperature disparity range: the surface temperature of the semi-finished product can be adjusted in the range of 250 ° C. to 450 ° C., and the temperature of the central part can be adjusted in the range of 20 ° C. to 150 ° C.
毎回の圧下量の選択に際して、インゴットの合金成分とインゴット構成に応じて決定するものとする。普通の場合、圧延初期における圧下量は少し小さく設定が可能で、回数の増加に伴い、圧下量の追加を次第に行えることから、圧下量を20〜70%の範囲で選ぶことができる。 In selecting the amount of reduction each time, it is determined according to the alloy composition of the ingot and the ingot configuration. In normal cases, the reduction amount at the initial stage of rolling can be set a little smaller, and as the number of times increases, the reduction amount can be gradually added, so the reduction amount can be selected in the range of 20 to 70%.
Claims (7)
加熱式鋼板圧延機の圧延ローラーは逆方向温度場下で圧延し、加熱によって、圧延ローラーの温度と被圧延板材の初期温度場とを適合させ、
上記逆方向温度場は、圧延開始時点における半製品の初期温度場であり、被圧延板材の圧延開始時点における半製品の表面温度が半製品の厚さ方向の中央部より高い温度を指し、圧延過程において、熱量が外部から内部に伝わることであり、
上記圧延過程を複数回行い、上記圧延において、半製品の表面温度を450〜250℃、半製品の厚さ方向の中央部の温度を20〜150℃の範囲とし、各回の圧延の圧下量の相対値を20%〜70%、圧延スピードを5〜10メートル/分の範囲にすることを特徴とする方法。 A rolling method using a reverse temperature field for producing a magnesium alloy sheet,
Rolling rollers heated steel rolling mill and rolled under reverse temperature field, by heating, to adapt the initial temperature field temperature and the rolled sheet in the rolling roller,
The reverse temperature field is an initial temperature field of the semi-finished product at the start of rolling, and indicates the temperature at which the surface temperature of the semi-finished product at the start of rolling of the plate material to be rolled is higher than the central portion in the thickness direction of the semi-finished product. In the process, the amount of heat is transferred from outside to inside,
The rolling process is performed a plurality of times. In the rolling, the surface temperature of the semi-finished product is set to 450 to 250 ° C., the temperature of the central portion in the thickness direction of the semi-finished product is set to 20 to 150 ° C. A relative value is set to 20% to 70%, and a rolling speed is set to a range of 5 to 10 meters / minute .
上記圧延工程は、加熱式鋼板圧延機の圧延ローラーを用いて逆方向温度場下で圧延し、加熱によって、圧延ローラーの温度と被圧延板材の初期温度場とを適合させ、
上記逆方向温度場は、圧延開始時点における半製品の初期温度場であり、被圧延板材の圧延開始時点における半製品の表面温度が半製品の厚さ方向の中央部より高い温度を指し、圧延変形過程において、熱量が外部から内部に伝わることであり、
上記圧延工程を複数回行い、上記圧延において、半製品の表面温度を450〜250℃、半製品の厚さ方向の中央部の温度を20〜150℃の範囲とし、各回の圧延の圧下量の相対値を20%〜70%、圧延スピードを5〜10メートル/分の範囲にすることを特徴とする方法。 A method for producing a magnesium alloy sheet including a rolling process using a reverse temperature field,
The rolling process, rolled under reverse temperature field with rolling rollers heated steel rolling mill, by heating, to adapt the initial temperature field temperature and the rolled sheet in the rolling roller,
The reverse temperature field is an initial temperature field of the semi-finished product at the start of rolling, and indicates the temperature at which the surface temperature of the semi-finished product at the start of rolling of the plate material to be rolled is higher than the central portion in the thickness direction of the semi-finished product. In the deformation process, the amount of heat is transferred from the outside to the inside,
The rolling process is performed a plurality of times. In the rolling, the surface temperature of the semi-finished product is set to 450 to 250 ° C., the temperature of the central portion in the thickness direction of the semi-finished product is set to 20 to 150 ° C. A relative value is set to 20% to 70%, and a rolling speed is set to a range of 5 to 10 meters / minute .
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