專(zhuān)利名稱(chēng)：一種展平w狀弧形鎂合金坯板的工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有色金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝及裝置。
背景技術(shù)：
鎂是地球上最富有的元素之一，在目前工程應(yīng)用中是質(zhì)量(1. 74g/cm3)最輕、比強(qiáng)度最高的金屬材料，與輕質(zhì)工程塑料相比，鎂合金有較高的彈性和塑性變形能力；與鋁合金(2.8g/cm3)相比，鎂合金不但輕，而且抗震動(dòng)和降噪音能力高，并具有很強(qiáng)的耐腐蝕性能、電磁屏蔽性能、防輻射性能、回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，在交通運(yùn)輸(汽車(chē))、航空航天、凸版印刷、電子(3C產(chǎn)品)和家用電器等支柱產(chǎn)業(yè)中是最理想、最實(shí)用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料， 被稱(chēng)為“21世紀(jì)最具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力的綠色工程材料”。鎂合金應(yīng)用形式主要有鑄造鎂合金和變形鎂合金。變形鎂合金經(jīng)壓力軋制、擠壓， 具有晶粒細(xì)化、強(qiáng)度高、延展性能好等優(yōu)點(diǎn)，其中鎂合金薄板在機(jī)械制造、航空航天、汽車(chē)、 電子、儀表、化工和數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域中可望廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品附加值和經(jīng)濟(jì)效益較高，具有廣闊前景。北美、歐洲最早開(kāi)展對(duì)汽車(chē)、摩托車(chē)用高性能鎂合金的研究和應(yīng)用，近年來(lái)鎂合金壓鑄件以及變形鎂合金材料的需求量以年平均20%的增幅快速增長(zhǎng)，日本已投巨資開(kāi)展對(duì) 3C產(chǎn)品鎂合金的研究和應(yīng)用。與目前較成熟的鎂合金鑄造技術(shù)相比較，鎂合金的鍛造、擠壓、軋制、沖壓等塑性加工技術(shù)與超塑成型技術(shù)的發(fā)展則相對(duì)較慢。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)鎂合金薄板一般采用兩種工藝
1、鑄軋開(kāi)坯后再精軋鑄軋工藝參數(shù)控制困難，成熟度較低，技術(shù)難度較高。不宜實(shí)現(xiàn)卷裝連續(xù)生產(chǎn)。2、擠壓開(kāi)坯后再精軋，優(yōu)點(diǎn)是材料組織性能好、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)、成卷供貨，缺點(diǎn)是一次性投入大、板型控制困難。由于受到擠壓機(jī)出口尺寸和擠壓力的限制，2500t擠壓機(jī)開(kāi)坯寬度一般最大只能達(dá)到300左右，而大噸位擠壓機(jī)造價(jià)十分昂貴。 由于鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，在室溫下只有一個(gè)滑移面，滑移面上有3個(gè)密排方向，所以室溫下只有 3個(gè)滑移系，其塑形比面心立方和體心立方都低。室溫下，鎂合金的塑性較差，變形困難且易出現(xiàn)變形缺陷，這是有鎂合金自身性質(zhì)決定的，也是制約鎂合金加工成型的本質(zhì)原因。在擠壓過(guò)程中，材料屈服強(qiáng)度越低，工藝穩(wěn)定性越高；屈強(qiáng)比越小，擠壓性能越好。影響因素有 擠壓力、擠壓速度、模具溫度、棒料溫度、模具結(jié)構(gòu)、棒料時(shí)效工藝、材料的晶粒尺寸等。材料的晶粒尺寸和形狀對(duì)板材的擠壓性能有極大的影響。由此可見(jiàn)，工藝設(shè)備的高投入和低效率生產(chǎn)、成品率低造成的高成本限制了高性能鎂合金軋制薄板的大批量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝及裝置，能夠滿足軋制鎂合金板所需要的力學(xué)性能條件、控制板型，以全新理念的擠壓模具和配套設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)小型擠壓機(jī)寬幅度開(kāi)坯的目的。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝，所述的W狀弧形鎂合金坯板是鎂合金圓棒通過(guò) 2500t擠壓機(jī)和W狀弧形擠壓分流模具加工得到，其步驟如下
a.第一道初步展平，采用兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的凹、凸弧型軋輥，構(gòu)成與W狀弧形坯板相似的W 狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的W狀弧形坯板施壓，展寬得到寬幅的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的W狀弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的電加熱凹、凸弧型軋輥控制在230°C -280°C ；
b.第二道平板展平，采用由兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相間構(gòu)成的寬幅平板狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的展寬的寬幅鎂合金弧形坯板進(jìn)行施壓，展平得到寬幅的平整的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的寬幅鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)五個(gè)電加熱的展平輥控制在 230 0C -280 0C ；
c.第三道光整展平，采用兩個(gè)水平對(duì)應(yīng)構(gòu)成的薄板間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的寬幅的平整鎂合金弧形坯板以5%的壓下量平整溫軋，消除擠壓滑移線，將寬幅的鎂合金平板展平為2mm-4mm厚的寬幅620mm的鎂合金板面；展寬過(guò)程的寬幅的平整鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)上下相對(duì)應(yīng)的電加熱展平輥控制在230°C -280°C。一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，包括初步展平機(jī)、平板展平機(jī)、光整展平機(jī)；所述初步展平機(jī)的進(jìn)口位于2500t擠壓機(jī)出口處，初步展平機(jī)的出口與平板展平機(jī)的進(jìn)口對(duì)應(yīng)，平板展平機(jī)的的出口與光整展平機(jī)對(duì)應(yīng)；所述初步展平機(jī)、平板展平機(jī)、光整展平機(jī)沿鎂合金板出料軸線依次排列，且設(shè)置有同步工作的控制系統(tǒng)。一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，所述的初步展平機(jī)包括弧型軋輥、架體；所述架體上設(shè)置的弧型軋輥由上弧型軋輥與下弧型軋輥構(gòu)成，具有用以調(diào)節(jié)上弧型軋輥與下弧型軋輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)架和固定在架體的升降油缸鉸接構(gòu)成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架的兩端分別與架體、升降油缸鉸接；所述的上弧型軋輥連接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架上；所述的下弧型軋輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與液壓馬達(dá)相連。所述的上弧型軋輥為中間凹，兩側(cè)凸的曲線輥型結(jié)構(gòu)，架體上的下弧型軋輥為中間凸，兩側(cè)凹與上弧型軋輥輥面吻配的曲線輥型結(jié)構(gòu)；且架體上的下弧型軋輥的曲線與上弧型軋輥的曲線對(duì)應(yīng)，所述上弧型軋輥和下弧型軋輥為電加熱弧型軋輥。一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，所述平板展平機(jī)具有兩個(gè)上展平輥和三個(gè)下展平輥；所述的兩個(gè)上展平輥分別位于相鄰的三個(gè)下展平輥之間；具有用于調(diào)整兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)架和固定在架體的升降油缸構(gòu)成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架的兩端分別與架體、升降油缸鉸接；所述的兩個(gè)上展平輥聯(lián)接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架上；所述的三個(gè)下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，所述動(dòng)力裝置為電機(jī)；所述五個(gè)展平輥為電加熱展平輥。一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，所述光整展平機(jī)中的下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，所述動(dòng)力裝置為電機(jī)；所述上展平輥與下展平輥為電加熱展平輥。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝及裝置，能夠展平小噸位的擠壓設(shè)備生產(chǎn)出的半成品W狀弧形鎂合金坯板，利用兩點(diǎn)間的弧線永遠(yuǎn)比直線長(zhǎng)的原理，通過(guò)展平曲面來(lái)達(dá)到增加幅寬的目的，實(shí)現(xiàn)W狀弧形鎂合金坯板的展平。具有工藝優(yōu)化，設(shè)備合理，投資小的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的弧形軋輥的剖面構(gòu)造圖； 圖2是平形軋輥剖面構(gòu)造圖3是第一道初步展平機(jī)正面示意圖； 圖4是第一道初步展平機(jī)側(cè)面示意圖； 圖5是第二道平板展平機(jī)正面示意圖； 圖6是第二道平板展平機(jī)側(cè)面示意圖； 圖7是第三道光整展平機(jī)示意圖中1.弧形軋輥，2.波浪面弧形板，3.電加熱棒，4.架體，5.升降油缸，6.液壓馬達(dá)，7.升降油缸，8.展平輥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2、3、4、5、6、7所示一種展平弧形鎂合金坯板的工藝，其步驟如下
a.第一道初步展平，采用兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的凹、凸弧型軋輥，構(gòu)成與W狀弧形坯板相似的W 狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的W狀弧形坯板施壓，展寬得到寬幅的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的W狀弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的電加熱凹、凸弧型軋輥控制在230°C -280°C ；
b.第二道平板展平，采用由兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相間構(gòu)成的寬幅平板狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的展寬的寬幅鎂合金弧形坯板進(jìn)行施壓，展平得到寬幅的平整的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的寬幅鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)五個(gè)電加熱的展平輥控制在 230 0C -280 0C ；
c.第三道光整展平，采用兩個(gè)水平對(duì)應(yīng)構(gòu)成的薄板間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的寬幅的平整鎂合金弧形坯板以5%的壓下量平整溫軋，消除擠壓滑移線，將寬幅的鎂合金平板展平為2mm-4mm厚的寬幅620mm的鎂合金板面；展寬過(guò)程的寬幅的平整鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)上下相對(duì)應(yīng)的電加熱展平輥控制在230°C -280°C ；
如圖1、2、3、4、5、6、7所示一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，包括初步展平機(jī)、平板展平機(jī)、光整展平機(jī)；所述初步展平機(jī)的進(jìn)口位于2500t擠壓機(jī)出口處，初步展平機(jī)的出口與平板展平機(jī)的進(jìn)口對(duì)應(yīng)，平板展平機(jī)的的出口與光整展平機(jī)對(duì)應(yīng)；所述初步展平機(jī)、平板展平機(jī)、光整展平機(jī)沿鎂合金板出料軸線依次排列，設(shè)置有同步工作的控制系統(tǒng)。一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，如圖3、圖4所示，所述初步展平機(jī)包括架體、弧型軋輥1，弧型軋輥1由上弧型軋輥和下弧型軋輥構(gòu)成，所述架體4上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)上弧型軋輥與下弧型軋輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由鉸接在架體的上弧型軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)架與升降油缸5連接，即上弧型軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)架兩端分別與架體4和固定在架體上的升降油缸5鉸接，上弧型軋輥與架體上靜態(tài)的下弧型軋輥之間設(shè)置有一定間隙，用于輥軋鎂合金弧形板2的弧面展開(kāi)寬度，及調(diào)整輥軋波浪面弧形板2的厚度。
所述架體4上的下弧型軋輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與液壓馬達(dá)6相連。所述上弧型軋輥為中間凹，兩側(cè)凸的曲線輥型結(jié)構(gòu)，架體4上設(shè)置的下弧型軋輥為中間凸，兩側(cè)凹的的曲線輥型結(jié)構(gòu)，且下弧型軋輥的曲線與上弧型軋輥的曲線對(duì)應(yīng)，所述上弧型軋輥和下弧型軋輥為電加熱弧型軋輥。如圖5、圖6所示，所述平板展平機(jī)具有兩個(gè)上展平輥和三個(gè)下展平輥；所述的兩個(gè)上展平輥分別位于相鄰的三個(gè)下展平輥之間；具有用于調(diào)整兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)架和固定在架體的升降油缸 7構(gòu)成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架的兩端分別與架體、升降油缸7鉸接；所述的兩個(gè)上展平輥聯(lián)接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架上；所述的三個(gè)下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接。五個(gè)展平輥為電加熱展平輥。所述光整展平機(jī)由架體上設(shè)置的兩個(gè)展平輥上下水平對(duì)應(yīng)構(gòu)成，下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，動(dòng)力裝置為電機(jī)；所述上展平輥與下展平輥為電加熱展平輥。所述弧型軋輥1、平面軋輥8為空心輥，內(nèi)部裝置電加熱棒3，并有溫控裝置隨時(shí)調(diào)節(jié)軋輥溫度。下面以AZ31鎂合金為例
鎂合金鑄造坯錠在230° C—350° C范圍內(nèi)進(jìn)行5道次多軸鍛打，經(jīng)過(guò)鍛打后的坯錠在460° C高溫時(shí)效處理后，被加工成ΦΜΟπιπι的圓柱棒坯。圓柱棒坯加熱至380° C— 420° C、送至2500t擠壓機(jī)擠壓，通過(guò)擠壓模具被擠壓成鎂合金弧形板2。為順利將弧形板帶展開(kāi)為平板前得到較好的板型，本發(fā)明采用三道逐次展平。第一道弧輥展平機(jī)進(jìn)行預(yù)展平，鎂合金弧形板2由如圖3、圖4所示的第一道初步展平機(jī)進(jìn)行預(yù)展平，展平扎輥如圖1所示；隨后進(jìn)入第二道平板展平機(jī)，如圖5、圖6所示，被展開(kāi)成鎂合金平板、帶。平型扎輥結(jié)構(gòu)如圖2所示；為保證平板、或帶的表面質(zhì)量和板型，第三道光整展平機(jī)如圖5所示，平型軋輥結(jié)構(gòu)如圖2所示，光整展平機(jī)以5%的壓下量對(duì)展平后的鎂合金板進(jìn)行溫軋，能顯著消除鎂板表面的擠壓滑痕，最終達(dá)到幅寬620mm、表面質(zhì)量和板型合格的鎂合金板，獲得滿意板面。為保證鎂合金板質(zhì)量，鎂合金板在展平和溫軋期間，溫度要保持在230° C.為保證鎂合金板在展平軋制過(guò)程中的溫度條件，軋輥制成空心輥，內(nèi)部裝置電熱棒3，并有溫控裝置，隨時(shí)調(diào)節(jié)軋輥溫度，以補(bǔ)充鎂板熱量損失。
權(quán)利要求
1.一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝，其特征在于其步驟如下a.第一道初步展平，采用兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的凹、凸弧型軋輥，構(gòu)成與W狀弧形坯板相似的W 狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的W狀弧形坯板施壓，展寬得到寬幅的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的W狀弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的電加熱凹、凸弧型軋輥控制在230°C -280°C ；b.第二道平板展平，采用由兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相間構(gòu)成的寬幅平板狀間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的展寬的寬幅鎂合金弧形坯板進(jìn)行施壓，展平得到寬幅的平整的鎂合金弧形坯板；展寬過(guò)程的寬幅鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)五個(gè)電加熱的展平輥控制在 230 0C -280 0C ；c.第三道光整展平，采用兩個(gè)水平對(duì)應(yīng)構(gòu)成的薄板間隙，對(duì)通過(guò)其之間間隙的寬幅的平整鎂合金弧形坯板以5%的壓下量平整溫軋，消除擠壓滑移線，將寬幅的鎂合金平板展平為20mm-40mm厚的寬幅620mm的鎂合金板面；展寬過(guò)程的寬幅的平整鎂合金弧形坯板溫度通過(guò)兩個(gè)上下相對(duì)應(yīng)的電加熱展平輥控制在230°C -280°C。
2.如權(quán)利要求1所述的一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，其特征在于所述初步展平機(jī)包括架體、弧型軋輥；弧型軋輥包括上弧型軋輥和下弧型軋輥；所述架體(4)上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)上弧型軋輥與下弧型軋輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由鉸接在架體的上弧型軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)架與升降油缸(5)連接，即上弧型軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng)架兩端分別與架體4和固定在架體上的升降油缸(5)鉸接，上弧型軋輥與架體上靜態(tài)的下弧型軋輥之間設(shè)置有一定間隙，用于輥軋鎂合金弧形板2的弧面展開(kāi)寬度，及調(diào)整輥軋波浪面弧形板2的厚度；所述架體(4)上的下弧型軋輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與液壓馬達(dá)(6)相連；所述上弧型軋輥為中間凹，兩側(cè)凸的曲線輥型結(jié)構(gòu)，架體4上設(shè)置的下弧型軋輥為中間凸，兩側(cè)凹的的曲線輥型結(jié)構(gòu)，且下弧型軋輥的曲線與上弧型軋輥的曲線對(duì)應(yīng)，所述上弧型軋輥和下弧型軋輥為電加熱弧型軋輥。
3.如權(quán)利要求1所述的一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，其特征在于所述平板展平機(jī)具有兩個(gè)上展平輥和三個(gè)下展平輥；所述的兩個(gè)上展平輥分別位于相鄰的三個(gè)下展平輥之間；具有用于調(diào)整兩個(gè)上展平輥與三個(gè)下展平輥相對(duì)間距位置的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)節(jié)間隙機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)動(dòng)架和固定在架體的升降油缸(7)構(gòu)成；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架的兩端分別與架體、升降油缸(7)鉸接；所述的兩個(gè)上展平輥聯(lián)接在所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架上；所述的三個(gè)下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，動(dòng)力裝置為電機(jī)；五個(gè)展平輥為電加熱展平輥。
4.如權(quán)利要求1所述的一種展平W狀弧形鎂合金坯板的裝置，其特征在于所述光整展平機(jī)由架體上設(shè)置的兩個(gè)展平輥上下水平對(duì)應(yīng)構(gòu)成，下展平輥通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與動(dòng)力裝置連接，動(dòng)力裝置為電機(jī)；所述上展平輥與下展平輥為電加熱展平輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及有色金屬新材料加工技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種展平W狀弧形鎂合金坯板的工藝及裝置。所述工藝是將W狀弧形板進(jìn)行三道逐次展平，一采用弧輥展平機(jī)兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的凹、凸弧型軋輥構(gòu)成的W狀間隙進(jìn)行展寬，二采用五輥展平機(jī)得到平整的鎂合金板，三采用光整展平機(jī)，以5%的壓下量平整溫軋，消除擠壓滑移線，展平為2mm-4mm厚的寬幅620mm的鎂合金板面；所述裝置由與擠壓機(jī)出口處沿鎂合金板出料軸線排列的初步展平機(jī)、平板展平機(jī)、光整展平機(jī)和同步控制系統(tǒng)組成。本發(fā)明能夠展平小噸位擠壓機(jī)產(chǎn)出的半成品W狀弧形鎂合金坯板，通過(guò)展平曲面來(lái)達(dá)到增加幅寬的目的，實(shí)現(xiàn)W狀弧形鎂合金坯板的展平。具有工藝優(yōu)化，設(shè)備合理，投資小的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21B15/00GK102430575SQ20111040487
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者李躍華, 胡明德 申請(qǐng)人:李躍華