一种制备高强韧、高成形性镁合金薄板带卷用的轧制装置，属于金属材料轧制领域。本发明专利技术由轧机、开卷机、左右卷取机、轧机前后在线加热保温装置、矫直机、拉弯矫机、测厚装置、转向张力辊、导向辊、轧辊加热和润滑装置等组成。本发明专利技术采用在线连续加热装置和先进的PLC反馈控制系统，实现了镁合金板带卷的连续控温轧制。本发明专利技术具有加热温度均匀、加热效率高和控温精度高的优点，通过轧辊预热保温系统、工艺润滑系统，板形控制系统、张力矫直装置等高效率地生产出高质量的极薄带变形镁合金带卷，使轧材的几何质量以及组织性能满足使用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金轧制成形，特别涉及镁合金带卷坯的薄带卷轧制装置。
技术介绍
镁合金薄板带卷轧制变形属于镁合金深加工行业，是国家支持的新材料产业和鼓励发展项目。高性能轧制镁合金板带是直接制作或经成型加工成具有导电、散热、减震、防噪、节能、轻量化等多种功能的精密结构零件的主要材料，主要用于生产电子信息产品(如计算机、通讯、消费电子产品等)壳体、汽车电子外壳、框架、仪表板，家电以及军工产品等。 与目前常用的镁合金挤压与压铸等成型工艺相比，轧制变形镁合金由于晶粒细化等强化机制，使材料具备更高的强度、更好的塑韧性及多样化的力学性能，可以满足更多结构件的成形需求，生产效率高而且成本很低，综合优势十分明显。变形镁合金薄板带卷的轧制及成形技术属于国际前沿制造技术。我国有优越的镁合金资源以及对高性能、高成形性镁合金带卷市场的需求，自主研发镁合金薄板带卷板生产的核心技术，并将其产业化应用，对于提升我国镁产业水平、促进我国有色金属镁合金产业升级和技术进步具有重要理论和实际意义。镁合金是目前使用最轻的结构金属材料，密度大约为1.74g/cm3，是钢的1/4，铝的2/3 ；与钢和铝合金相比，镁合金不仅有较高的比强度和比刚度，而且具有优良的散热性能、电磁屏蔽性能、减震性能和机械加工性能，其产品易回收利用，有望成为21世纪重要的商用轻质结构材料。镁及镁合金板带材产品被广泛应用于航空、航天、汽车、计算机、通讯、 家电和国防业等领域。中国有丰富的镁资源，居世界第一位，占世界总储量的60%以上。同时也是汽车、 摩托车和通讯产品巨大的潜在市场，具有发展镁合金得天独厚的条件。但镁合金的应用还处于初级阶段，原镁产量虽居世界首位，但大多以初级产品出口，镁合金应用极少，与欧美日等发达国家有着很大差距。传统的镁合金产品主要通过铸造的生产方式获得(包括传统铸造工艺和新型的压铸等工艺)。铸造后镁合金在后续加工中，可承受的塑性变形量和时变形速度都很低，极易开裂，严重影响了镁合金的工业化生产。因此，目前大多数镁合金制品采用压铸、半固态铸造方法进行生产，并且由于镁为密排六方金属，可滑移系少，塑性变形困难，到面前为止较少采用生产效率高、性能质量好的锻造、轧制和挤压等方法加工。由于铸造法生产的镁合金晶粒不够细小，存在成分偏析，不能从根本上解决加工脆性和腐蚀问题，难以制备出性能优良的镁合金。从理论上分析，变形镁合金材料由于晶粒得到细化，解决了材料的偏析问题，具有铸造材料无法替代的优秀性能，因此通过挤压、锻造、轧制等工艺生产出的变形镁合金产品，比铸造材料具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能，可以满足更多结构件的需求。然而，对镁合金进行常规塑性变形，特别是高效率的薄板带卷轧制工艺的研究还处于起步阶段，形变镁合金的薄板带卷(0. 5mm以下)目前还都不能进行大规模生产，冲压件的批量化生产也还很困难，因而很难将变形镁合金的优良性能得到广泛的应用。制约形变镁合金广泛应用的主要原因是其较差的室温成型性。镁合金虽可容易地进行热挤压和厚板的热轧，但0. 5mm以下的薄板带卷的轧制成材率却很低，更难得到满意的深冲性能，原因是镁是密排六方结构金属，特别是其轴比c/a=l. 624，接近理想的轴比c/ a=l. 63。使得大部分镁合金材料一般只能通过基面滑移和孪晶进行塑性变形，独立滑移系少，难以像低轴比的六方金属Ti、^ 那样，通过柱面、棱面共同滑移而展示良好的塑性。所以大多数镁合金产品只能通过铸造及热挤压生产的。此外，国内镁合金板带生产方式限制了生产率和产品性能稳定性。如果能在较大程度上改善镁合金的塑性变形能力，特别是深冲性，则会从根本上改变我国廉价出口原镁而过渡损失资源的不利局面。生产镁合金薄板带材，则可用来直接制作或经成型加工制作成具有导电，散热，减震，防噪，节能等多种功能的精密结构零件。这些零件在汽车、家电、通讯、电子信息，体育器材，机器人、国防等部门有广泛的应用前景。由于变形镁合金的优良性能，研制与开发变形镁合金产品，生产高质量的板带 (卷)材产品以及后续冲压产品和具有耐蚀抗磨表面的产品，制定变形镁合金生产的新工艺是国际镁协会提出的开发镁合金产品的一项长远目标，对镁合金产品获得更广泛的应用具有重要的意义，也是十分必要的。随着我国经济发展，汽车工业、电子产品正在逐步成为我国经济发展的重要支柱， 由于镁合金结构件的轻量化、节能、环保特色，在汽车和电子产品中发展镁合金的使用技术，是走可持续发展道路的关键。而达到镁合金的高效生产和产品的高性能则是镁合金使用的关键。为此进行镁合金薄板高效制备的理论与工艺研究具有重要的理论和实践意义。
技术实现思路
本专利技术为解决镁合金薄板带卷在轧制时所允许的变形温度区间小，随带卷减薄温降越来越快，无法保证足够的轧制温度，不能连续进行热/温轧和薄带卷的板形、板厚精度不易控制的难点，通过在轧机入口和出口两侧的辊道安装在线加热和保温装置，使镁合金薄带卷轧制时，始终保持所需的均勻变形温度；通过对轧机前、后卷取机的微张力控制实现成卷生产；机组也采用轧辊恒温加热装置保持辊温和辊形稳定；由于镁合金冷作硬化的敏感性很大，矫顽力很高，低温下很难矫平，本专利技术通过在卷取机前、后分别采用温矫直和温拉弯矫装置，通过张力控制实现板形良好；也通过在轧机前后安装测厚仪实现板厚自动控制，保证薄带的厚度精度；轧机采用工作辊单独传动的异步轧制技术，有利于镁合金变形轧薄和晶粒细化，提高带材的组织性能；机组也采用专有的润滑技术提高带材的表面质量； 从而实现0. 2mm带卷的板形、厚度、表面质量和组织性能良好的高强韧、高成形性镁合金薄板带卷的轧制生产工艺，满足大批量生产和扩大镁合金应用的需求。一种制备高强韧、高成形性镁合金薄板带卷用的轧制装置，包括开卷机1、直头机 2、导向夹送辊3、第一导向张力辊4、矫直辊5、第一在线加热装置6、第一测厚仪7、第一轧辊加热润滑装置8、轧机9、第二轧辊加热润滑装置10、第二测厚仪11、第二在线加热装置12、 拉弯矫装置13、第二导向张力辊14、第一卷取机15、第二卷取机16。开卷机1、直头机2、导向夹送辊3、第一导向张力辊4、矫直辊5、第一在线加热装置6、第一测厚仪7、第一轧辊加热润滑装置8和第二卷取机16在轧机9前端，第二轧辊加热润滑装置10、第二测厚仪11、第二在线加热装置12、拉弯矫装置13、第二导向张力辊14、第一卷取机15在轧机9后端。带材向前推进，经过导向夹送辊3、进入第一导向张力辊4，再进入矫直机5进行矫直，矫直后进入第一在线加热装置6进行带材的在线加热，加热后进入第一测厚仪7进行来料厚度的测量，再经第一轧辊加热润滑装置8，进入主轧机9进行轧制，轧制后经过第二轧辊加热润滑装置10，进入第二测厚仪11进行轧制厚度的测量，再进入第二在线加热装置12 加热，经拉弯矫装置13矫直和第二导向张力辊14，进入第一卷取机，卷取带材2-3圈后，机组加热并升速轧制。轧制到带尾在开卷机一卷筒上只剩下3-4圈时，机组减速轧制，当带尾进入第一导向张力辊以前，机组停止轧制。完成第一道次轧制后，随后轧机9和第一卷取机15进行反向旋转，开始反向轧制， 同时将第一道次轧制后的带尾送入第二卷取机16，卷取带材2-3圈后，机组加热并升速轧制。带材在第二卷取机16本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制备高强韧、高成形性镁合金极薄板带卷用的轧制装置，其特征包括：开卷机（１）、直头机（２）、导向夹送辊（３）、第一导向张力辊（４）、矫直辊（５）、第一在线加热装置（６）、第一测厚仪（７）、第一轧辊加热润滑装置（８）、轧机（９）、第二轧辊加热润滑装置（１０）、第二测厚仪（１１）、第二在线加热装置（１２）、拉弯矫装置（１３）、第二导向张力辊（１４）、第一卷取机（１５）和第二卷取机（１６）；开卷机（１）、直头机（２）、导向夹送辊（３）、第一导向张力辊（４）、矫直辊（５）、第一在线加热装置（６）、第一测厚仪（７）、第一轧辊加热润滑装置（８）和第二卷取机（１６）在轧机（９）前端；第二轧辊加热润滑装置（１０）、第二测厚仪（１１）、第二在线加热装置（１２）、拉弯矫装置（１３）、第二导向张力辊（１４）和第一卷取机（１５）在轧机（９）后端；带材向前推进，经过导向夹送辊（３）、进入第一导向张力辊（４），再进入矫直机（５）进行矫直，矫直后进入第一在线加热装置（６）进行带材的在线加热，加热后进入第一测厚仪（７）进行来料厚度的测量，再经第一轧辊加热润滑装置（８），进入主轧机（９）进行轧制，轧制后经过第二轧辊加热润滑装置（１０），进入第二测厚仪（１１）进行轧制厚度的测量，再进入第二在线加热装置（１２）加热，经拉弯矫装置（１３）矫直和第二导向张力辊（１４），进入第一卷取机，卷取带材２－３圈后，机组加热并升速轧制；轧制到带尾在开卷机一卷筒上只剩下３－４圈时，机组减速轧制，当带尾进入第一导向张力辊以前，机组停止轧制；完成第一道次轧制后，随后轧机（９）和第一卷取机（１５）进行反向旋转，开始反向轧制，同时将第一道次轧制后的带尾送入第二卷取机（１６），卷取带材２－３圈后，机组加热并升速轧制；带材在第二卷取机（１６）、轧机（９）和第一卷取机（１５）间根据设定的工艺温度和辊缝等工艺参数进行往复轧制，直至轧制到设定的目标厚度。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘华强，唐荻，米振莉，胡水平，童品俊，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11
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