[发明专利]一种测量镁合金轧制过程中温度变化的方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属材料加工技术领域，特别涉及一种测量镁合金轧制过程中温度变化的方法。

背景技术

镁合金具有比强度和比刚度高等优点，是重要的轻质结构材料。其产品广泛应用于航空航天、汽车以及军工等领域。镁合金轧制是镁合金成形的最重要生产方式。然而，由于镁合金的晶体结构为密排六方结构，塑形变形能力较差，因此，镁合金塑性变形一般都要在加热到250℃以上进行热变形。

镁合金板材轧制无论在开坯轧制还是薄板精轧，不仅要热轧，而且还要对轧辊进行加热，方可实现顺利轧制，即镁合金轧制过程的坯料和轧辊温度控制是十分重要的技术措施。另一方面，金属材料塑性变形时大部分能量都转化为了热量，又会使变形材料产生温升，而温升又反过来影响塑性变形以及再结晶行为。实践表明，镁合金由于体积比热小和导热系数低（分别约为铝合金的70%和60%）的特点，可以想象其变形热引起的温升比铝合金材料大得多。不过，有关镁合金轧制变形具体的温升是多少并没有可靠的检测数据。

目前变形热引起的温升主要通过理论公式计算来估计，实际上，镁合金轧制不仅因坯料变形产生变形热，而且也同时向变形工具(轧辊等)以及周围介质传热，即镁合金轧制温升不仅与合金材料的种类有关，还与轧制工艺制度以及轧机等实际工况直接相关，要具体问题具体分析，这就需要准确知道具体的轧制过程，难以采用通用的方法来准确估计。因此，对特定镁合金进行特定轧制过程的温度实际变化进行准确检测，将对轧制工艺制度的优化与调整起到重要指导意义。然而，对镁合金形变热所致温升的直接检测受限于检测技术而难以获得准确结果。

发明内容

针对现有镁合金材料轧制过程中对温度变化监测技术存在的上述问题，本发明提供一种测量镁合金轧制过程中温度变化的方法，将测温电偶镶铸于镁合金铸锭中预定的测温位置，进行轧制时将镶铸的测温电偶与记录仪连接，对轧制过程中的温度变化进行实时测量，快速而准确的测试所有镁合金轧制制度与工况下变形热导致的板坯不同位置的温度变化情况。

本发明的测量镁合金轧制过程中温度变化的方法按以下步骤进行：

1、根据镁合金板坯拟测温位置，在板坯铸模中的相应位置固定测温电偶；固定方法为：采用对开式板坯浇铸模，在对开式板坯浇铸模的浇注口上固定一个支架，将金属丝的一端固定在支架上，金属丝的另一端固定在对开式板坯浇铸模的内壁上；在对开式板坯浇铸模的侧壁上开设电偶孔，将测温电偶穿过电偶孔，测温电偶的一端缠绕固定在金属丝上，另一端留在对开式板坯浇铸模外；将电偶孔封闭；

2、向对开式板坯浇铸模内浇注精炼后的镁合金熔体，制成镶铸有测温电偶的铸坯；将铸坯连通测温电偶从对开式板坯浇铸模中取出，经均匀化处理和表面铣切后获得待轧制板坯；

3、将待轧制板坯置于设有辊道的加热炉中，关闭加热炉炉门，并将测温电偶与加热炉外的温度数据记录仪连接，温度数据记录仪与温度数据分析系统连接；当待轧制板坯被加热至预定的轧制温度，开启炉门并启动辊道，将待轧制板坯传送到轧机中进行轧制；轧制时由温度数据记录仪和温度数据分析系统实时检测并存储待轧制板坯不同部位的温度变化，并获得从待轧制板坯加热开始和轧制过程以及轧后整个过程中的温度－时间曲线。

上述方法中，浇注镁合金熔体时的浇注温度为660~750℃。

上述方法中，进行轧制时的道次变形量为5~85%，轧制速度在5~300m/min。

上述方法中，采用的浇铸装置包括对开式板坯浇铸模，支架和金属丝；对开式板坯浇铸模的侧壁上开设电偶孔，对开式板坯浇铸模的浇注口上固定一个支架，将金属丝的一端固定在支架上，金属丝的另一端固定在对开式板坯浇铸模的内壁上。

上述方法中，采用的轧制温度检测装置包括设有辊道的加热炉，温度数据记录仪、温度数据分析系统和轧机；设有辊道的加热炉位于轧机的进口一侧并靠近轧机；温度数据记录仪和温度数据分析系统位于轧机的出口一侧；进行轧制时测温电偶穿过辊缝与温度数据记录仪连接。

上述方法中，在轧机出口处的辊缝下方设有隔热板，隔热板选用硅酸铝板。

上述方法中，待轧制板坯经轧制后落在隔热板上，保证轧板不因平台导热而增加额外的热量丧失。

上述的测温电偶选用直径0.3±0.01mm，温度误差≤0.3℃的高精度测温电偶。

上述方法中，选用温度误差≤0.5℃，最小采集步长在0.001s~0.01s的温度记录仪。

上述的金属丝为铜丝、铁丝或铝丝；直径在0.5~1mm。