CN109332389B - 一种镁合金交叉轧制的方法 - Google Patents
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Abstract
一种镁合金交叉轧制的方法，属于轧制镁合金板材技术领域。镁合金交叉轧制的上、下工作辊形状、结构相同，其辊身中有一端为“S”形，另一端是平直的；特征是：其轧制方法是：(1)将镁合金板坯沿长度方向输入轧机进行轧制，前两道次压下率<10%，第三道次压下率<20%，轧件长度达到成品要求；(2)第四道次将镁板旋转90°进行横轧；(3)第五道次将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动进行窜辊轧制，压下率<15%；(4)第六、七道次轧制是继续将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，利用工作辊的平直段进行轧制，第六道次压下率<10%，第七道次压下率<1%，达到终轧。优点是：①有效克服了轧件边裂的问题，提高了成材率；②细化了轧材的晶粒度，改善了力学性能。
Description
技术领域
本发明属于轧制镁合金板材技术领域，具体涉及一种镁合金交叉轧制的方法。
背景技术
镁合金是目前工程应用中广泛的金属材料，目前主要加工方式是轧制，轧制边裂损伤是影响镁合金板材生产的关键因素，目前还没有完备的理论来阐述边裂损伤的机理及消除方法，只能采取不断地优化加工方法将轧件的边裂程度减小。传统的加工工艺方法中存在的不足是加工工艺中压下制度和轧制速度分配不合理，不能有效细化晶粒，使得加工过程中的边裂程度严重，导致产品合格率低，原料损耗严重。
轧机辊系对镁合金板带轧制具有很大影响。现阶段针对镁合金板材轧制所设计的辊型有很多，都不能较好地控制板材边部的压下量与压下力度，使得轧件边部厚度变化量与中间厚度变化量不一致，导致轧制后的板材边裂程度严重，无法保证成品的板型和质量。
发明内容
本发明目的提供一种镁合金交叉轧制的方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。
本发明是这样实现的，如图1所示，上、下工作辊形状、结构相同，辊身的左、右端中有一端为“S”形，另一端是平直的，上、下工作辊反方向安装在轧机机架内；如图2所示，上、下工作辊的结构是：lp为辊身平直段的长度，ls为辊身“S”形曲线段的长度；R2为“S”形曲线与平直段相切的圆弧半径，R1为“S”形曲线与R2相切、与辊颈相连接的圆弧半径；R1＝R2，连接点相切；ΔD为“S”形曲线径向高度，ΔD＝0.2～0.5mm，lp:ls＝4:1，R1＝R2＝(ΔD2+ls 2)/(4ΔD)。
其特征是：轧制方法是：
(1)、将厚度为5～15mm，宽度500～2000mm的镁合金板坯沿长度方向输入轧机进行三个道次轧制：前两个道次压下率为<10％，轧件变形强度80～90MPa，轧制速度0.2～0.5m/s；第三道次的压下率<20％，轧件变形强度120～130MPa，轧制速度为0.6～0.8m/s。轧件长度达到成品所要求的长度；
(2)、第四道次是通过转钢机将镁合金板坯旋转90°进行横轧，即边部凸度轧制，将上工作辊向左、下工作辊对称地向右移动进行轧制，如图4所示；其压下率为15％～25％，轧件变形强度为170～180MPa，轧制速度为0.3～0.5m/s，轧后板材形状是横断面为两侧凸起且呈反对称分布的形状，如图3所示；
(3)、第五道次：将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，进行窜辊轧制，至轧件两侧厚区被压下，轧件被轧平，其压下率为<15％，轧件变形强度选择110～120MPa，控制轧制速度为0.3～0.5m/s；
(4)、第六、七道次轧制：将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，利用工作辊的平直段进行轧制：第六道次的压下率<10％，轧件变形强度选择70～80MPa，轧制速度为0.6～0.8m/s；第七道次控制压下率<1％，轧件变形强度选择40～50MPa，轧制速度为1.0～1.3m/s，实现终轧。
本发明的优点及积极效果是：
①有效保证了轧件边部的压下量和压下力度，使轧件边部与中间部分有不同的压下率，使轧件的晶粒度细化，改善了力学性能；
②克服了板材边裂和板型不良的问题；
③提高了轧件的成材率。
附图说明：
图1是轧机辊系结构示意图；
图2是上、下工作辊结构示意图；
图3是第四道次轧制后轧件的断面视图；
图4是上工作辊向左、下工作辊向右移动示意图；
图5是上工作辊向右、下工作辊向左移动示意图。
图中，1、1′——上、下支承辊；2、2′——上、下工作辊；3——轧件；lp——工作辊平直段的长度；ls——工作辊S形曲线段的长度；R1、R2——S形曲线圆弧半径；ΔD——S形曲线径向高度；Ⅰ——轧件左厚区；Ⅱ——轧件薄区；III——轧件右厚区。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明的具体实施方式作详细说明。
本实施方式使用四辊轧机，采用交叉变厚度轧制方式，利用工作辊的轴向移动对坯料进行板材成型加工。
实施例：
选取轧制品种为AZ31B型镁合金，坯料规格：8×850×1000mm，成品规格：(2～4)×(1930～1420)mm，轧制速度：(0.2～2.0)m/s，所用四辊轧机的工作辊尺寸为Φ1000×2500mm。
工作辊结构是：
(1)、工作辊平直段的长度lp与工作辊S形曲线段的长度ls之比为4:1，取lp＝2000mm，ls＝500mm，S形曲线段的径向高度为ΔD＝0.5mm；
(2)、工作辊中S形曲线的圆弧半径为
其轧制方法按以下工艺步骤进行：
(1)、将镁合金板坯沿长度方向轧制三个道次，控制第1道次轧件压下率ε1＝8.75％，轧件变形强度80MPa，轧制速度ν1＝0.3m/s；第2道次轧件压下率ε2＝9.58％，轧件变形强度80MPa，轧制力选取轧制速度ν2＝0.5m/s；控制第3道次的压下率ε3＝19.70％，轧件变形强度125MPa，轧制速度为0.8m/s；将轧件沿长度方向进行展长，轧制成板带成品所要求的长度l＝(1930～1420)mm；
(2)、第4道次将镁板通过转钢机旋转90°进行横轧边部凸度轧制，上工作辊向左、下工作辊对称地向右移动，如图4所示，将轧板轧制成横断面为两侧凸起且呈反对称分布的形状，如图3所示；控制该道次的压下率为ε4＝20.8％，轧件变形强度选择175MPa，轧制速度选取0.3m/s；
(3)、第5道次窜辊轧制，上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，如图5所示，至轧件两侧厚区被压下，轧件被轧平；控制本道次压下率ε5＝11.9％，轧件变形强度选择110MPa，控制轧制速度为0.5m/s；
(4)、第6、7道次：继续进行上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，利用工作辊的平直段进行轧制，直至目标厚度；第6道次中，控制该道次压下率ε6＝5.41％，轧件变形强度选择75MPa，轧制速度为0.8m/s；第7道次即末道次，控制该道次的压下率ε7＝0.28％，轧件变形强度选择40MPa，控制轧制速度为1.2m/s，形成成品板件，完成轧制。
本实施例轧制出的镁合金板材组织均匀，成材率高，具有很好的力学性能，满足实际生产的需求。
Claims (1)
1.一种镁合金交叉轧制的方法，镁合金交叉轧制的上、下工作辊形状、结构相同，辊身的左、右端中有一端为“S”形，另一端是平直的，上、下工作辊反方向安装在轧机机架内；上、下工作辊的结构是：lp为辊身平直段的长度，ls为辊身“S”形曲线段的长度；R2为“S”形曲线与平直段相切的圆弧半径，R1为“S”形曲线与R2相切、与辊颈相连接的圆弧半径；R1＝R2，连接点相切；ΔD为“S”形曲线径向高度，ΔD＝0.2～0.5mm，lp:ls＝4:1，R1＝R2＝(ΔD2+ls 2)/(4ΔD)，其特征在于，轧制方法为：(1)、将厚度为5～15mm，宽度500～2000mm的镁合金板坯沿长度方向输入轧机进行三个道次轧制：前两个道次压下率为<10％，轧件变形强度80～90MPa，轧制速度0.2～0.5m/s；第三道次的压下率<20％，轧件变形强度120～130MPa，轧制速度为0.6～0.8m/s，轧件长度达到成品所要求的长度；(2)、第四道次是通过转钢机将镁合金板坯旋转90°进行横轧，即边部凸度轧制，将上工作辊向左、下工作辊对称地向右移动进行轧制，压下率为15％～25％，轧件变形强度为170～180MPa，轧制速度为0.3～0.5m/s，轧后板材形状是横断面为两侧凸起且呈反对称分布的形状；(3)、第五道次：将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，进行窜辊轧制，至轧件两侧厚区被压下，轧件被轧平，压下率为<15％，轧件变形强度选择110～120MPa，控制轧制速度为0.3～0.5m/s；(4)、第六、七道次轧制：将上工作辊向右、下工作辊对称地向左移动，利用工作辊的平直段进行轧制，第六道次的压下率<10％，轧件变形强度选择70～80MPa，轧制速度为0.6～0.8m/s；第七道次控制压下率<1％，轧件变形强度选择40～50MPa，轧制速度为1.0～1.3m/s，实现终轧。
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