專利名稱：變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，一種變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法。
背景技術(shù)：
目前，在變形鎂合金薄板的加工過程中，采用將配料進入熔煉爐內(nèi)熔煉成鎂合金；合金熔體經(jīng)半連續(xù)鑄造成扁錠坯；再進行銑面、探傷、鋸切后；再經(jīng)均勻化退火、加熱、熱軋成板坯；然后再經(jīng)溫軋/冷軋成薄板。即采用配料及熔煉→半連續(xù)鑄造(扁錠坯)→銑面→探傷→鋸切→均勻化退火→加熱→熱軋→溫軋/冷軋→精整→表面處理→制品包裝入庫等工序。該工藝方法流程較長，板坯在常溫下難以塑性加工，成品率低，1.0mm鎂合金薄板成品率僅為20％左右；且有能源消耗大、金屬損耗多、成本過高等缺點。并且這種方法只能單片式生產(chǎn)，不能像銅、鋁、鋼材那樣帶式法連續(xù)軋制，因而生產(chǎn)效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，使其大大縮短工藝流程，提高成品率(1.0mm鎂合金薄板成品率可達60％以上)，降低能耗，并顯著提高鎂合金的塑性，解決了鎂合金在常溫下難以塑性加工的難題，為鎂合金帶式軋制開創(chuàng)了有利條件。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，采用配料及熔制→分配器→連續(xù)鑄軋→溫軋→精整→表面處理→制品包裝；利用熔體在半固狀態(tài)下成形并經(jīng)受軋制變形的特性，根據(jù)不同牌號合金的凝固溫度范圍、熱容及其流動性，針對制品的不同寬度和厚度要求，設(shè)計出不同的分配器，來控制鎂合金在“凝固-變形區(qū)”的性狀，將原料投入感應(yīng)式熔煉爐直至配料完全熔化；鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)輸液泵泵入分配器，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫；從而實現(xiàn)金屬從熔體到具有變形狀態(tài)的板/帶材，經(jīng)一個連續(xù)鑄軋工序道次直接完成。
所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，鎂合金熔體也可以從熔煉爐經(jīng)輸液管路進入分配器；鎂合金熔體在出爐時的溫度要控制在700～780℃之間，其從熔煉爐到分配器出口均采用1～2‰SF6的N2保護氣體進行保護。
所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，將原料投入至熔煉爐，其熔煉爐也可以是電阻式的。
所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其連續(xù)鑄軋中采用扇形箱體并由耐火材料壓制燒結(jié)而成的分配器，分配器的出口尺寸為3.0～10.0×300～1600mm，其內(nèi)腔帶有2～9個分流塊，并安裝在鑄軋機輥縫中心水平面上，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫，分配器與軋輥之間的間隙為0.1-1.2mm。
所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度15-25℃，出口溫度不大于40℃，軋輥的安裝可以是后頃式安裝，后頃角度為5-15°，兩個軋輥之間的輥縫為2.0-10.0mm；軋制速度為800-1500mm/min。
由于采用了如上所述技術(shù)方案本發(fā)明具有如下積極效果本變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，可以將原工藝中銑面、探傷、均勻化退火、鋸切及加熱等5道工序省掉，將鑄造及熱軋合并成一道工序來完成，即采用配料及熔制→分配器→連續(xù)鑄軋(板/帶材)→溫軋→精整→表面處理→制品包裝發(fā)貨等工序。采用本發(fā)明可以解決現(xiàn)有工藝方法制作的缺陷，從而具有流程短、提高成品率(1.0mm鎂合金薄板成品率可達60％以上)、能耗低、金屬損耗少的特點，成本僅為現(xiàn)有工藝方法制作的50％。并顯著提高鎂合金的塑性，解決了鎂合金在常溫下難以塑性加工的難題，為鎂合金帶式軋制開創(chuàng)了前提條件。
本發(fā)明方法是利用熔體在半固態(tài)下成形并經(jīng)受軋制變形。根據(jù)不同牌號合金的凝固溫度范圍、熱容及其流動性，針對制品的不同寬度和厚度，設(shè)計不同的分配器，以控制鎂合金在“凝固-變形區(qū)”的性狀，從而實現(xiàn)金屬從熔體到具有變形狀態(tài)的板/帶材，由一個連續(xù)鑄軋道次直接完成。
本工藝中鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度15～25℃，出口溫度不大于40℃，因此鎂合金熔體與軋輥接觸時因急速冷卻而結(jié)晶，但由于后續(xù)過熱熔體的沖擊，造成剛剛結(jié)晶的“晶團”被打碎造成更多的晶核，從而產(chǎn)生金屬紊流，在其金屬紊流的作用下，凝固-變形區(qū)前沿形成半固態(tài)，然后金屬到達兩個軋輥輥縫中心線時，由于金屬紊流、急速冷卻及壓力加工的三重作用形成板/帶材具有超細晶組織(晶粒平均尺寸20μm左右)，并顯著提高鎂合金的塑性，解決了鎂合金在常溫下難以塑性加工的難題，提高了成品率。
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的變形鎂合金薄板帶材，可廣泛用于手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦外殼；手提工具外殼；汽車儀表板、汽車變速箱蓋、汽車門襯板及汽車后箱蓋；疊式鎂電池片以及飛機用內(nèi)隔板、食品箱體等方面。
圖面說明

圖1是變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝流程圖具體實施方式
一以生產(chǎn)變形鎂合金A231，規(guī)格尺寸為6.0×600×2500mm的板材為例配料及熔制首先按重量配比分別稱重，投入感應(yīng)式熔煉爐直至配料完全熔化。熔煉時采用1‰SF6的N2保護氣體進行保護。
分配器鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)輸液泵泵入分配器，鎂合金熔體溫度730℃，分配器內(nèi)腔有4個分流塊，分配器出口尺寸為6.6×600mm；分配器與軋輥之間的間隙為0.3mm。自熔煉爐到分配器出口都采用1‰SF6的N2保護氣體進行保護，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫。
連續(xù)鑄軋(板/帶材)采用連續(xù)鑄造機進行連續(xù)鑄軋。鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度15℃，出口溫度不大于40℃，軋輥形式為后頃式安裝，后頃角度為15°，兩個軋輥之間的輥縫為5.8mm；軋制速度為800mm/min。因此鎂合金熔體與軋輥接觸時因急速冷卻而結(jié)晶，但由于后續(xù)過熱熔體的沖擊，造成剛剛結(jié)晶的晶團被打碎造成更多的晶核，從而產(chǎn)生金屬紊流，在其金屬紊流的作用下，“凝固-變形區(qū)”前沿形成半固態(tài)，然后金屬到達兩個軋輥輥縫中心線時，由于金屬紊流、急速冷卻及壓力加工的三重作用形成板材具有超細晶組織(晶粒平均尺寸為20μm左右)，進而鑄軋成6.0×600×2500mm的板材。
精整采用多輥矯直機進行精整，再按合同要求采用剪切機進行剪切。
表面處理采用磨砂機進行表面處理。
具體實施例方式
二以生產(chǎn)變形鎂合金MB3尺寸為1.0×1000×2000mm的帶材為例配料及熔制首先按重量配比分別稱重，投入電阻式熔煉爐直至配料完全熔解。熔煉時采用2‰SF6的N2保護氣體進行保護。
分配器鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)爐子出液孔通過輸液管道進入分配器，鎂合金熔體溫度760℃，分配器內(nèi)腔有7個分流塊，分配器出口尺寸為5.0×1000mm；分配器與軋輥之間的間隙為1.0mm。自熔煉爐到分配器出口都采用2‰SF6的N2保護氣體進行保護，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫。
連續(xù)鑄軋帶材采用連續(xù)鑄造機進行連續(xù)鑄軋。鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度25℃，出口溫度不大于40℃，軋輥形式為上下垂直安裝，兩個軋輥之間的輥縫為3.8mm；軋制速度為1500mm/min。因此鎂合金熔體與軋輥接觸時因急速冷卻而結(jié)晶，但由于后續(xù)過熱熔體的沖擊，造成剛剛結(jié)晶的晶團被打碎造成更多的晶核，從而產(chǎn)生金屬紊流，在其金屬紊流的作用下，“凝固-變形區(qū)”前沿形成半固態(tài)，然后金屬到達兩個軋輥輥縫中心線時，由于金屬紊流、急速冷卻及壓力加工的三重作用形成板/帶材所具有的超細晶組織(晶粒平均尺寸在20μm左右)，進而鑄軋成4.0×1000×1000mm的板材。
溫軋將坯料加熱到300℃在三輥軋機(直徑750/400/750mm)上軋成2.0×1000×2000mm的板坯，再經(jīng)加熱到350℃，在三輥軋機(直徑750/750/750mm)上軋成1.0×1000×2000mm的薄帶。
精整采用19輥矯直機進行精整，再按合同要求采用剪切機進行剪切。
表面處理采用磨砂機進行表面處理。
權(quán)利要求
1.一種變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，采用配料及熔制→分配器→連續(xù)鑄軋→溫軋→精整→表面處理→制品包裝；利用熔體在半固狀態(tài)下成形并經(jīng)受軋制變形的特性，根據(jù)不同牌號合金的凝固溫度范圍、熱容及其流動性，針對制品的不同寬度和厚度要求，設(shè)計出不同的分配器，來控制鎂合金在“凝固—變形區(qū)”的性狀，將原料投入感應(yīng)式熔煉爐直至配料完全熔化；鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)輸液泵泵入分配器，鎂合金熔體由分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫；從而實現(xiàn)金屬從熔體到具有變形狀態(tài)的板/帶材，經(jīng)一個連續(xù)鑄軋工序道次直接完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，鎂合金熔體也可以從熔煉爐經(jīng)輸液管路進入分配器；鎂合金熔體在出爐時的溫度要控制在700～780℃之間，其從熔煉爐到分配器出口均采用1～2‰SF6的N2保護氣體進行保護。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，將原料投入至熔煉爐，其熔煉爐也可以是電阻式的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，其連續(xù)鑄軋中采用扇形箱體并由耐火材料壓制燒結(jié)而成的分配器，分配器的出口尺寸為3.0～10.0×300～1600mm，其內(nèi)腔帶有2～9個分流塊，并安裝在鑄軋機輥縫中心水平面上，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫，分配器與軋輥之間的間隙為0.1-1.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，其鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度15-25℃，出口溫度不大于40℃，軋輥的安裝可以是后頃式安裝，后頃角度為5-15°，兩個軋輥之間的輥縫為2.0-10.0mm；軋制速度為800-1500mm/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，其軋輥的安裝也可以是垂直式安裝，兩個軋輥之間的輥縫為2.0-10.0mm；軋制速度為800-1500mm/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，以生產(chǎn)變形鎂合金A231，規(guī)格尺寸為6.0×600×2500mm的板材為例配料及熔制首先按重量配比分別稱重，投入感應(yīng)式熔煉爐直至配料完全熔化。熔煉時采用1‰SF6的N2保護氣體進行保護。分配器鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)輸液泵泵入分配器，鎂合金熔體溫度730℃，分配器內(nèi)腔有4個分流塊，分配器出口尺寸為6.6×600mm；分配器與軋輥之間的間隙為0.3mm。自熔煉爐到分配器出口都采用1‰SF6的N2保護氣體進行保護，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫。連續(xù)鑄軋板/帶材采用連續(xù)鑄造機進行連續(xù)鑄軋。鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度15℃，出口溫度不大于40℃，軋輥形式為后頃式安裝，后頃角度為15°，兩個軋輥尺寸為Φ950×1800mm；兩個軋輥之間的輥縫為5.8mm；軋制速度為800mm/min.精整采用多輥矯直機進行精整，再按合同要求采用剪切機進行剪切。表面處理采用磨砂機進行表面處理。
8.如權(quán)利要求1所述的變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，以生產(chǎn)變形鎂合金MB3，尺寸為1.0×1000×2000mm的帶材為例配料及熔制首先按重量配比分別稱重，投入電阻式熔煉爐直至配料完全熔解。熔煉時采用2‰SF6的N2保護氣體進行保護。分配器鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)爐子出液孔通過輸液管道進入分配器，鎂合金熔體溫度760℃，分配器內(nèi)腔有7個分流塊，分配器出口尺寸為5.0×1000mm；分配器與軋輥之間的間隙為1.0mm。自熔煉爐到分配器出口都采用2‰SF6的N2保護氣體進行保護，鎂合金熔體經(jīng)分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫。連續(xù)鑄軋帶材采用連續(xù)鑄造機進行連續(xù)鑄軋。鑄軋機配置有兩個內(nèi)冷式軋輥，其內(nèi)部通有冷卻水，冷卻水進口溫度25℃，出口溫度不大于40℃，兩個軋輥尺寸為Φ750×1500mm；軋輥安裝為上下垂直式安裝，兩個軋輥之間的輥縫為3.8mm；軋制速度為1500mm/min.溫軋將坯料加熱到300℃在三輥軋機(直徑750/400/750mm)上軋成2.0×1000×2000mm的板材，再經(jīng)加熱到350℃，在三輥軋機(直徑750/750/750mm)上軋成1.0×1000×2000mm的帶材。
全文摘要
一種變形鎂合金薄板帶連續(xù)鑄軋的工藝方法，其特征在于所述的連續(xù)鑄軋的工藝方法，采用配料及熔制→分配器→連續(xù)鑄軋→溫軋→精整→表面處理→制品包裝；利用熔體在半固狀態(tài)下成形并經(jīng)受軋制變形的特性，根據(jù)不同牌號合金的凝固溫度范圍、熱容及其流動性，針對制品的不同寬度和厚度要求，設(shè)計出不同的分配器，來控制鎂合金在“凝固－變形區(qū)”的性狀，將原料投入感應(yīng)式熔煉爐直至配料完全熔化；鎂合金熔體從熔煉爐經(jīng)輸液泵泵入分配器，鎂合金熔體由分配器均勻地流向鑄軋機配置的兩個軋輥之間的輥縫；從而實現(xiàn)金屬從熔體到具有變形狀態(tài)的板/帶材，經(jīng)一個連續(xù)鑄軋工序道次直接完成。
文檔編號B21B1/46GK1603020SQ200410090660
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者李宏磊, 馬克定, 婁花芬, 李向宇, 張大全, 孫林生, 劉陽, 黃國興 申請人:洛陽銅加工集團有限責(zé)任公司