[发明专利]一种镁合金板带材异温异速协调轧制装置及应用

说明书

本发明提供一种镁合金板带材异温异速协调轧制装置及应用，属于镁合金加工领域。本发明的异温异速协调轧制装置，在轧机上设置轧辊感应加热系统和轧辊速度调节系统；所述轧辊感应加热系统包括感应线圈、上测温探头由加热系统控制台控制加热温度。所述轧辊速度调节系统包括电机、减速器、联轴器等，分别与上下轧辊联接；上、下轧辊的温度和速度通过总控台实现单独调节。本发明装置可根据需要设定上下轧辊异速比和异温比，对镁合金板材进行异温异速轧制，制备厚向梯度组织的镁合金板带材。本发明装置和工艺同时解决了目前镁合金领域中沿板带材厚向梯度组织难以制备及异步轧制板型弯曲严重两个问题。为变形镁合金未来的应用拓展提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及一种镁合金板带材异温异速协调轧制装置及应用，属于镁合金加工领域。

背景技术

变形镁合金板带材被广泛应用在航空航天、国防军工以及汽车交通等众多轻量化领域。但越来越复杂的服役环境对镁合金板带材的组织和性能提出了更高的要求，其中板带材表现出的强基面织构以及板带材沿厚向的梯度组织难以制备是限制变形镁合金应用拓展的两个严重问题。

众所周知，镁合金性能与其组织状态息息相关，而其组织状态又与塑变参数中的温度有着直接联系。因此有必要对轧辊温度进行精确控制，本领域目前已有控制轧辊温度的相关发明，例如，专利号ZL201310246053.7，名称为一种镁合金异温轧制装置及方法的发明专利，该轧制装置设置加热装置和控制装置，其中加热装置分别设于下轧辊和上轧辊外周相对位置。通过分别控制流经两个加热装置的电流大小，改变上轧辊和下轧辊的温度，使位于轧制变形区的镁合金板上下表面的温度产生差异，达到影响织构取向的效果。然而该方法会导致板材弯向低温侧，板型平整度较差；且该加热方式效率较低。

此外，镁合金由于其密排六方晶体结构特点，塑变机制单一，在塑性加工后容易形成强基面织构，不利于后续二次成形，特别是镁合金板带受常规轧制工艺影响更易形成强基面板织构。为了改善镁合金板带织构，目前已开发出多种轧制工艺，如等通道径角轧制、异步轧制等。但是两种轧制工艺都存在一定的局限性：等通道径角轧制工序复杂、难以实现连续化生产；异步轧制的板型往往弯向慢速辊侧，板型平直度较难控制。异步轧制可在板带轧制过程中沿轧向引入剪切应力，调整板带基面沿轧向发生偏转，能有效改善镁合金板带材基面织构。然而，异步轧制在调整基面织构的同时由于剪切应力的引入产生了新的严重的板型问题，与异步轧制快速辊接触的板材表面变形量大，而与慢速辊接触的板材表面变形量小，致使异步轧制板带材往往向慢速辊侧发生弯曲，严重影响板带材的形状规格，极大限制了异步轧制技术在镁合金板带材领域中的应用。

为改善异步轧制板型弯曲问题，目前多采用上下轧辊错位量的方式形成一个反向弯矩来减少轧板的弯曲值。这种方式虽能改善异步轧制板型弯曲问题，但上下轧辊偏移量过大会损坏轧机。因此如何改善异步轧制板型弯曲问题，也是本领域亟需解决的一个难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，同时为了获得良好板型的弱基面织构镁合金板带，本发明设计了一种用于镁合金板带材的异温异速协调轧制装置，通过轧辊感应加热系统和轧辊速度调节系统，分别调控上下轧辊的温度和速度，来改善镁合金板带上下表面的塑性变形能力，一方面实现镁合金板带弯曲程度的调整，另一方面可以在镁合金板材厚度方向上形成性能梯度，使其可以更好地适应复杂的服役环境。

为实现上述发明目的，本发明提供一种镁合金板带材异温异速协调轧制装置，所述装置包括轧辊、机架、轧辊感应加热系统和轧辊速度调节系统；所述轧辊感应加热系统包括设于上轧辊外周的上感应线圈、上测温探头，和设于下轧辊外周的下感应线圈、下测温探头；所述上、下感应线圈分别与加热系统控制台电联接；所述感应线圈为U型感应线圈，半包围在轧辊外周。

所述轧辊速度调节系统包括依次电联接的电机、减速器、联轴器；所述电机、减速器、联轴器设有两组，分别与上下轧辊联接；所述加热系统控制台和电机由总控台控制。

所述上、下轧辊的温度和速度通过总控台实现单独调节。