[发明专利]镁材辊轧机

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁质片材，更具体地涉及一种用于通过辊压来制造镁质片材的设备和方法。

背景技术

对个人电子产品、节油轻质车辆、以及其它消费产品的需求已经驱使了对具有较高比强度和比刚度的价格有竞争力的轻质材料的需求。近些年来，镁合金压模铸件已经成功地用在多种应用中，但是使重量进一步减小则需要使用锻造的镁质片材。

镁是具有六方密排(HCP)晶体结构的金属，这种结构在室温下具有非常有限的塑性。直到最近，镁质片材全部是通过热轧小型铸块来制造的，并且与进行重新加热操作从而将金属维持在轧制温度下相关联的费用、以及较小的卷材尺寸使得对于消费者应用来说最终的片材的价格贵得令人望而却步。对于镁材和镁质片材合金来说，金属的HCP晶体结构限制了其在低温下的变形能力。这需要在线下的烤炉中频繁地再加热，从而使温度维持在250℃与450℃之间。低于该温度，金属具有在轧制期间断裂的倾向。对烤炉的处理和重新加热的约束限制了最大板坯尺寸，并且在传统上使镁质片材的制造实际上成为了一个片材接着一个片材的操作。这是非常费力的并且是能源密集型的、低效的生产方法，并且造成镁质片材成本过高。

双辊铸轧的最新进展已经使得镁合金能够直接铸造成具有4mm到7mm的厚度范围的卷材材料，然而，仅可获得被轧制的镁质片材的较小的卷材。传统的轧制过程仅能够生产较小的卷材尺寸，这是由于在铸块被轧制时，其变长且变薄，这增加了表面积，并且因此快速散热并且变得过冷以致无法继续轧制。对被轧制的板坯的较长区段进行线下重新加热是不经济的。因此需要一种提供工业轧制过程的镁材辊轧机，其不仅将铸造卷材经济地减小至消费者产品所需要的最终规格，而且还具有修改铸态镁材的微结构的能力，从而提高被轧制的片材的可成型性、同时在轧制后维持需要最少处理的优质表面。

发明内容

本发明的镁材辊轧机提供了一种工业轧制过程，该种工业轧制过程不仅将铸造卷材经济地减小至消费者产品所需要的最终规格，而且还具有修改铸态镁材的微结构的能力，从而提高被轧制的片材的可成型性、同时在轧制后维持需要最少处理的优质表面。双辊铸轧提供了以下显著优点：生产极大的卷材-该卷材具有与反向辊轧机的卷材规格相同的规格。

本发明的镁材辊轧机由以下部分构成：反向辊轧机；与热辊道以可能的方式结合的两个相反侧的热卷取机；材料处理装备；以及附件。板材或卷材形式的镁材产品通过辊轧机往复运动，直到在不使镁合金最终产品的构型的质量劣化的情况下达到合适的温度并且获得合适的最终厚度。

本发明的镁材辊轧机在片材已经具有了通常介于250℃与350℃之间的提升的温度之后为镁质片材提供了多道次的轧制。辊轧机提供中间退火，从而使材料结构重新软化。辊轧机具有以非对称的工作辊的速度轧制的能力，从而将更多的机械功和热量引入至辊咬入件，并因此减小镁材的HCP晶体结构的基面的纹理结构，从而提高被轧制的带材的延展性和低温可成型性。本发明的辊轧机具有增加压制速度以提高总体生产能力的能力，并且具有允许更快的变形速度的能力。辊轧机具有这样的工作辊直径：其平衡了使与受到变形的镁质带材接触的长度最小化的需求，而同时具有足够的扭转刚度和强度，从而抵抗由非对称轧制条件所产生的载荷。辊轧机具有高速液压间隙修正系统，该高速液压间隙修正系统能够在压力或位置控制下工作，从而精确地控制镁合金的轧制状态下的规格。辊轧机提供了每个道次的更高的还原，从而实现更好的晶粒细化并提高被轧制的带材的总体机械特性。辊轧机包括强力致动器，从而提供工作辊机械弯曲以进行带材形状修正，并且辊轧机包括卷材至卷材的加工以及板材至板材或板材至卷材的加工。

本发明的镁材辊轧机配备有受热的卷取机，其中受热的卷取机具有足够的加热能力来将卷材加热至最佳的轧制温度并且在轧制道次期间维持该温度。辊轧机还包括附加的热室，该附加的热室用于将在卷取机处反向运动的镁质带材端部额外地瞬间加热。辊轧机还可以包括开卷-回卷机的结合，该开卷-回卷机用于将冷的或预加热的卷材初始加载并供给，并且用于将最终产品回卷。辊轧机可以包括可选的用于加工过的卷材的末端卷材的单机回卷机。

除了操作正常的辊轧机所需要的传感器之外，辊轧机还配备有厚度量表、被轧制的带材形状测量工具以及带材的温度监测和控制工具。辊轧机包括将镁材拿起并移除的工作辊刷。结合有润滑剂应用系统从而于不在非对称模式下轧制时使用。