[发明专利]一种高延展性镁合金板材快速加工方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属塑性成形加工技术，高强韧性高延展性镁合金或其它合金细晶材料的制备和板材的生产；尤其涉及一种高延展性镁合金板材快速加工方法及装置。

 

背景技术

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小，强度高，阻尼性、切削加工性和铸造性能好，优良的减振性、电磁屏蔽性以及易回收利用等一系列优点，被称为“21世纪的绿色材料”。因此，越来越多的镁合金产品已被用于汽车、通讯和航天、电子工业中。但是，作为一种新兴材料，镁的现有使用状况远远没有充分发挥它的潜在优势，镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业，其规模只有铝业的1/50，钢铁工业的1/160。

但是，由于镁合金的密排六方结构使得它的塑性成形能力差，并且镁合金的强度低，抗腐蚀性能差，在一定的程度上限制了镁合金的广泛应用，镁合金薄板用于制造汽车车体组件之外板(如车门、罩盖、护板、顶板等)，可大大减轻质量。轧制工艺流程如下：铸锭铣面→铸锭均匀化→加热→开坯→板坯剪切→板坯加热→粗轧→酸洗→加热→中轧→中断或下料→加热→精轧→产品退火→精整→氧化上色→涂油包装。镁合金板材的轧制采用热轧方式，必要时进行中间退火。并采用多道次、小压下量工艺进行轧制。影响镁合金轧制成形的因素主要有:温度的下降快,轧制过程中的加工硬化, 基面织构,退火热处理等，镁合金的塑性较差，在变形量较大的轧制工艺中，轧制应分几个道次完成，每道次的压下量应控制在一定的范围内，若一次变形量过大则会发生严重的裂边，甚至无法轧制成形。轧制温度过低时，镁合金板材易产生高的应力集中，从而导致孪晶形核和切变变形；而轧制温度过高时，晶粒容易长大而使板材的热脆倾向增大。

镁合金板材的高延展性对金属材料的塑性加工具有重要意义，可提高加工效率和二次成形性能，是镁合金塑性加工制品低成本加工的基础。目前，通过细化晶粒来改善其微观组织是一种有效的提高镁合金材料成形能力的方法。本专利以加快镁合金板材的速度，改善镁合金微观组织和织构，提高镁合金塑性成形能力为目标，通过该方法可实现镁合金板料的微观组织结构与织构的控制，以及板料的快速加工成形，可利用坯料被切割产生的热量进行轧制，可节约能源，对于发展低成本高效的轻合金加工新技术具有重要的意义。

 

发明内容

针对现有镁合金轧制技术的不足，本发明的主要目的在于加快加工成形速度，细化镁合金微观组织，并提高力学性能，节约能源，提供一种高性能镁合金或其它轻合金板材快速加工方法及装置。

一种高延展性镁合金板材快速加工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）设置能够上、下移动和左、右移动的工作台，镁合金坯料被固定在工作台上；在工作台的旁边，分别设置有位置固定或可移动的右侧刀具，以及位置可移动或固定的左侧刀具，右侧刀具靠着坯料的右侧面；在右侧刀具的旁边，配合设置有弧形导料通道；        

（2）根据工艺要求，将镁合金坯料放置在工作台上，上、下移动工作台或右侧刀具，使镁合金坯料的右上表面与右侧刀具切削刃口的垂直距离发生变化，以根据工艺要求调整右侧刀具对坯料的切割厚度d，d的范围为5-100mm；坯料随同工作台向右以速度v移动，v为0.2-10m/s，被右侧刀具切割，切割所得的切割板料沿弧形导料通道滑动，板料受到弧形导料通道的弯折作用，弯折后的板料自动进入设置在弧形导料通道后面的热轧机，通过热轧机的大轧辊和小轧辊，进行轧制；

在右侧刀具切割加工时，左侧刀具既可以以速度v向右运动，v为0.2-10 m/s，也可以固定不动；

（3）当右侧刀具固定，固定在工作台上坯料与工作台一起向右运动，这样右侧刀具从右向左切割镁合金坯料，距坯料的左侧端面还有长度d的位置时，工作台停止向右运动，右侧刀具停止切割加工；调整左侧刀具的位置，使其可以对坯料左端进行切割加工，调整好左侧刀具位置使得切割厚度为d1，然后将其位置固定；

（4）上、下移动工作台或左侧刀具，使镁合金坯料的左上表面与左侧刀具切削刃口的垂直距离发生变化，以根据工艺要求调整左侧刀具对坯料的切割厚度d1，d1为5-100mm；然后工作台带着坯料向左以速度v移动，v为0.2-10m/s；

左侧刀具从左向右切割镁合金坯料，距坯料的右侧端面还有长度d1的位置时，d1为5-100mm，停止切割，并调整左侧刀具位置；右侧刀具的切割厚度d，与左侧刀具的切割厚度d1可以相等，也可以不相等；