本發(fā)明專利涉及一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制方法及其使用的裝置，屬于鎂合金板材生產(chǎn)領(lǐng)域，適用于高精度鎂合金板材生產(chǎn)。

背景技術(shù)：
:

鎂合金材料的塑性差，在大尺寸鎂合金板材（寬度1米以上的）軋制生產(chǎn)時(shí)，板材側(cè)邊出現(xiàn)嚴(yán)重的裂紋缺陷，在后續(xù)的軋制生產(chǎn)工序前，必須進(jìn)行側(cè)邊修理，即切掉有裂紋的部分，這樣材料利用率很低，如果每個(gè)道次的切邊廢料占10%（寬度方向），這樣多道次軋制后的材料利用率就更低，因此提高鎂合金軋制板材的質(zhì)量，以提高材料利用率是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
:

本發(fā)明的一個(gè)目的就是公開了一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制方法，本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開了本方法使用的軋制裝置，可以提高鎂合金材料塑性，降低鎂合金板材軋制過程中的側(cè)邊裂紋缺陷，提高鎂合金軋制板材的質(zhì)量，提高材料利用率。

采用的技術(shù)方案:

一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制方法：其特征在于包括以下步驟：

1)把上軋輥、下軋輥、左側(cè)壓板和右側(cè)壓板加熱到300—350℃。

將鎂合金軋制板坯在加熱爐加熱到300℃—350℃，并保溫足夠時(shí)間以保證鎂合金軋制板坯加熱徹底。

取出鎂合金軋制板坯進(jìn)行等溫軋制變形。

對(duì)軋制變形后的鎂合金板材進(jìn)行側(cè)邊修整。

得到厚度變薄，寬度不變的鎂合金板材。

準(zhǔn)備后續(xù)的變形工序。所述的等溫軋制變形為同步軋制或異步軋制。上軋輥工作部分與下軋輥工作部分直徑相同。

一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制裝置，包括上軋輥和下軋輥。

下軋輥的兩端分別設(shè)有左側(cè)壓板和右側(cè)壓板。

下軋輥的兩端還分別固定有左側(cè)壓板固定板和右側(cè)壓板固定板。

左側(cè)壓板固定板和右側(cè)壓板固定板均位于外側(cè)。

左側(cè)壓板的外側(cè)為第一圓柱面，右側(cè)壓板的外側(cè)為第二圓柱面。

第一圓柱面和第二圓柱面均與上軋輥輥面相接觸，并且在相互轉(zhuǎn)動(dòng)中始終保持配合。

左側(cè)壓板上固定有多個(gè)第一彈性件固定螺桿，每個(gè)第一彈性件固定螺桿上均套設(shè)有第一彈性件，第一彈性件兩端分別與左側(cè)壓板固定板和左側(cè)壓板接觸，并處于壓縮狀態(tài)，以產(chǎn)生側(cè)壓力。

第一彈性件固定螺桿穿過左側(cè)壓板固定板孔，第一彈性件固定螺桿的螺帽位于外側(cè)。

左側(cè)壓板的凹槽和下軋輥的左臺(tái)肩配合限位。

右側(cè)壓板上固定有多個(gè)第二彈性件固定螺桿，每個(gè)第二彈性件固定螺桿上均套設(shè)有第二彈性件，第二彈性件兩端分別與右側(cè)壓板固定板和右側(cè)壓板接觸，并處于壓縮狀態(tài)，以產(chǎn)生側(cè)壓力。

第二彈性件固定螺桿穿過右側(cè)壓板固定板孔，第二彈性件固定螺桿的螺帽位于外側(cè)。

右側(cè)壓板的凹槽和下軋輥的右臺(tái)肩配合限位。

第一彈性件和第二彈性件可均為彈簧。

上軋輥位于第一圓柱的圓環(huán)端面和第二圓柱的圓環(huán)端面之間的部分為上軋輥工作部分。

下軋輥位于第一圓柱的圓環(huán)端面和第二圓柱的圓環(huán)端面之間的部分為下軋輥工作部分。

第一圓柱的圓環(huán)端面、第二圓柱的圓環(huán)端面、上軋輥工作部分和下軋輥工作部分之間形成變形型腔。

左側(cè)壓板固定板包括左上側(cè)壓板固定板和左下側(cè)壓板固定板，通過螺栓將左上側(cè)壓板固定板和左下側(cè)壓板固定板相對(duì)扣設(shè)固定在下軋輥的左端。

右側(cè)壓板固定板包括右上側(cè)壓板固定板和右下側(cè)壓板固定板，通過螺栓將右上側(cè)壓板固定板和右下側(cè)壓板固定板相對(duì)扣設(shè)固定在下軋輥的右端。

左側(cè)壓板包括左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板，通過螺栓將左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)在下軋輥上，左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)后在外側(cè)形成第一圓柱面，在端面形成第一圓柱的圓環(huán)端面和左側(cè)壓板的凹槽。

右側(cè)壓板包括右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板，通過螺栓將右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)在下軋輥上，右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)后在外側(cè)形成第二圓柱面，在端面形成第二圓柱的圓環(huán)端面和右側(cè)壓板的凹槽。

第一彈性件和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓強(qiáng)均為10—20MPa。

其基本原理：鎂合金軋制板坯在軋制變形過程中，鎂合金軋制板坯在厚度方向上受到軋輥施加的壓力使板材產(chǎn)生變形，在厚度方向上產(chǎn)生壓縮變形，在軋制方向上產(chǎn)生拉伸變形。在寬展方向上因?yàn)槭艿阶蟆⒂覀?cè)壓板施加的側(cè)向壓力，在軋制變形過程中，鎂合金軋制板坯在變形型腔中進(jìn)行變形，左、右側(cè)壓板分別受到一個(gè)側(cè)壓力，作用在鎂合金軋制板坯的側(cè)邊，有效控制了鎂合金板材軋制變形過程中的寬展方向的金屬流動(dòng)，這樣保證塑性變形區(qū)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)側(cè)壓板也減緩了板坯溫度的降低，提高了材料塑性，控制了寬展，有效降低了鎂合金板材側(cè)邊裂紋缺陷，顯著提高了鎂合金板材質(zhì)量，提高了材料利用率。

通過更換不同規(guī)格的側(cè)壓板固定板和側(cè)壓板，即可改變軋制板材的厚度和寬度。改變彈性件的尺寸和個(gè)數(shù)，可以改變側(cè)壓力大小。

本發(fā)明的一些注意點(diǎn)在于：

1. 確定軋制工藝參數(shù)：根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，確定相關(guān)工藝參數(shù)，包括鎂合金軋制板坯厚度、寬度，軋制后板材厚度、寬度，軋制變形溫度、兩個(gè)軋輥和兩個(gè)側(cè)壓板的預(yù)熱溫度。

材料制備：根據(jù)確定的鎂合金軋制板坯尺寸，制備鎂合金軋制板坯。

預(yù)熱：采用外加熱方法對(duì)兩個(gè)軋輥和兩個(gè)側(cè)壓板進(jìn)行預(yù)熱到指定溫度。

將鎂合金軋制板坯放置加熱爐中加熱，并保溫一定時(shí)間。

取出加熱后的鎂合金軋制板坯進(jìn)行軋制變形。

修整軋制板材的側(cè)邊，準(zhǔn)備后續(xù)的變形工序。

裝置維護(hù)：板材軋制生產(chǎn)完成后，對(duì)裝置進(jìn)行清理。

更換側(cè)壓板的規(guī)格，即可改變產(chǎn)品規(guī)格。

在普通軋制軋輥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)下軋輥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，每側(cè)的側(cè)壓板固定板的上下兩個(gè)分體部分通過螺栓固定在一起，側(cè)壓力由彈簧（或彈性元件）產(chǎn)生，并通過左、右側(cè)壓板來施加到軋制板坯的側(cè)面，每側(cè)的側(cè)壓板的上下兩個(gè)分體部分通過螺栓固定在一起，在軋制過程中，兩個(gè)側(cè)壓板固定板、兩個(gè)彈性件和兩個(gè)側(cè)壓板與下軋輥一起旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制工藝，使變形區(qū)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)。其中兩個(gè)側(cè)壓板可以沿軋輥軸線方向移動(dòng)，以自動(dòng)調(diào)整側(cè)壓力大小。兩個(gè)側(cè)壓板固定板、彈性件與兩個(gè)側(cè)壓板通過連接各自對(duì)應(yīng)的螺栓連接在一起。

其優(yōu)點(diǎn)在于：

有效限制了鎂合金軋制板材在寬展方向的金屬流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了變形區(qū)三向壓應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)側(cè)壓板也減緩了鎂合金軋制板坯溫度的降低，可以提高鎂合金材料塑性，降低鎂合金板材軋制過程中的側(cè)邊裂紋缺陷，提高鎂合金軋制板材的質(zhì)量，提高材料利用率。適用于高精度鎂合金板材生產(chǎn)。

附圖說明:

圖1為本方法使用的軋制裝置的主視剖視圖。

圖2為圖1的側(cè)視剖視圖。

圖3為圖1中A部的局部放大圖。

圖4為左上側(cè)壓板固定板的主視圖。

圖5為左上側(cè)壓板固定板的俯視圖。

圖6為左上側(cè)壓板的主視圖。

圖7為左上側(cè)壓板的側(cè)視圖。

圖8為圖6中的B-B剖視圖。

圖9為下軋輥的的主視剖視圖。

圖10為圖9的側(cè)視圖。

圖11為實(shí)施例中本發(fā)明和普通軋制的數(shù)據(jù)對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

上軋輥1，左側(cè)壓板固定板2，第一彈性件3，左側(cè)壓板4，下軋輥5，左上側(cè)壓板固定板6，第一彈性件固定螺桿7，變形型腔8，左下側(cè)壓板固定板9，左上側(cè)壓板10，左下側(cè)壓板11，右側(cè)壓板12。

一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制方法，包括以下步驟：

1) 準(zhǔn)備鎂合金軋制板坯，AZ31鎂合金軋制板坯厚度5mm，寬度1000mm。

采用外部加熱方法（火焰加熱）把上軋輥1、下軋輥5、左側(cè)壓板4和右側(cè)壓板12加熱到300℃。

將鎂合金軋制板坯在加熱爐中加熱到300℃，并保溫10min。

取出鎂合金軋制板坯進(jìn)行等溫軋制變形。軋制時(shí)上軋輥1的轉(zhuǎn)速為30r/min,下軋輥5的轉(zhuǎn)速為30r/min，為同步軋制。上軋輥1工作部分的直徑Φ500mm，下軋輥5工作部分的直徑Φ500mm。第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓強(qiáng)均為10MPa。

對(duì)軋制變形后的鎂合金板材進(jìn)行側(cè)邊修整，

6) 得到厚度為3mm，寬度方向?yàn)?000mm的鎂合金板材。

一種具有側(cè)壓力的鎂合金板材軋制裝置，包括上軋輥1和下軋輥5。

下軋輥5的兩端分別設(shè)有左側(cè)壓板4和右側(cè)壓板12。

下軋輥5的兩端還分別固定有左側(cè)壓板固定板2和右側(cè)壓板固定板。

左側(cè)壓板固定板2和右側(cè)壓板固定板均位于外側(cè)。

左側(cè)壓板4的外側(cè)為第一圓柱面，右側(cè)壓板的外側(cè)為第二圓柱面。

第一圓柱面和第二圓柱面均與上軋輥1輥面相接觸，并且在相互轉(zhuǎn)動(dòng)中始終保持配合。

左側(cè)壓板4上固定有多個(gè)第一彈性件固定螺桿7，每個(gè)第一彈性件固定螺桿7上均套設(shè)有第一彈性件3，第一彈性件3兩端分別與左側(cè)壓板固定板2和左側(cè)壓板4接觸，并處于壓縮狀態(tài)，以產(chǎn)生側(cè)壓力。

第一彈性件固定螺桿7穿過左側(cè)壓板固定板孔，第一彈性件固定螺桿7的螺帽位于外側(cè)。

左側(cè)壓板4的凹槽和下軋輥5的左臺(tái)肩配合限位。

右側(cè)壓板12上固定有多個(gè)第二彈性件固定螺桿，每個(gè)第二彈性件固定螺桿上均套設(shè)有第二彈性件，第二彈性件兩端分別與右側(cè)壓板固定板和右側(cè)壓板接觸，并處于壓縮狀態(tài)，以產(chǎn)生側(cè)壓力。

第二彈性件固定螺桿穿過右側(cè)壓板固定板孔，第二彈性件固定螺桿的螺帽位于外側(cè)。

右側(cè)壓板12的凹槽和下軋輥5的右臺(tái)肩配合限位。

第一彈性件3和第二彈性件可均為彈簧。

上軋輥1位于第一圓柱的圓環(huán)端面和第二圓柱的圓環(huán)端面之間的部分為上軋輥工作部分。

下軋輥5位于第一圓柱的圓環(huán)端面和第二圓柱的圓環(huán)端面之間的部分為下軋輥工作部分。

第一圓柱的圓環(huán)端面、第二圓柱的圓環(huán)端面、上軋輥工作部分和下軋輥工作部分之間形成變形型腔8。

左側(cè)壓板固定板包括左上側(cè)壓板固定板6和左下側(cè)壓板固定板9，通過螺栓將左上側(cè)壓板固定板6和左下側(cè)壓板固定板9相對(duì)扣設(shè)固定在下軋輥5的左端。

右側(cè)壓板固定板包括右上側(cè)壓板固定板和右下側(cè)壓板固定板，通過螺栓將右上側(cè)壓板固定板和右下側(cè)壓板固定板相對(duì)扣設(shè)固定在下軋輥5的右端。

左側(cè)壓板包括左上側(cè)壓板10和左下側(cè)壓板11，通過螺栓將左上側(cè)壓板10和左下側(cè)壓板11相對(duì)扣設(shè)在下軋輥5上，左上側(cè)壓板10和左下側(cè)壓板11相對(duì)扣設(shè)后在外側(cè)形成第一圓柱面，在端面形成第一圓柱的圓環(huán)端面和左側(cè)壓板4的凹槽。

右側(cè)壓板包括右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板，通過螺栓將右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)在下軋輥5上，右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對(duì)扣設(shè)后在外側(cè)形成第二圓柱面，在端面形成第二圓柱的圓環(huán)端面和右側(cè)壓板12的凹槽。

左側(cè)壓板4和右側(cè)壓板12可以在下軋輥5上滑動(dòng)。第一彈性件固定螺桿7和第二彈性件固定螺桿可以在對(duì)應(yīng)的側(cè)壓板固定板孔內(nèi)滑動(dòng)。

左側(cè)壓板固定板2和右側(cè)壓板固定板扣設(shè)在下軋輥5上時(shí)候，可以設(shè)置多個(gè)軸肩和臺(tái)階相對(duì)固定。

上軋輥工作部分與下軋輥工作部分直徑相同。

上軋輥1與下軋輥5的轉(zhuǎn)速可以相同（同步軋制）。

上軋輥1與下軋輥5的轉(zhuǎn)速可以不相同（異步軋制）。

左上側(cè)壓板10、左下側(cè)壓板11、右上側(cè)壓板、右下側(cè)壓板、左上側(cè)壓板固定板2、左下側(cè)壓板固定板9、右上側(cè)壓板固定板和右下側(cè)壓板固定板均為分體的半圓形。

在軋制過程中，左、右側(cè)壓板固定板，左、右側(cè)壓板、多個(gè)第一彈性件3、多個(gè)第二彈性件和下軋輥5一起旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例中的技術(shù)方案應(yīng)用于AZ31鎂合金板材軋制生產(chǎn)中獲得了很好的效果。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于鎂合金軋制板坯厚度7mm，寬度為1000mm，軋制變形后板材厚度4mm，寬度為1000mm。具體參數(shù)見圖11，表1。第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓力均為15MPa。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于鎂合金板坯厚度9mm，寬度為1000mm，軋制變形后板材厚度6mm，寬度為1000mm。第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓力均為20MPa。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：軋制時(shí)上軋輥1的轉(zhuǎn)速為30r/min, 下軋輥5的轉(zhuǎn)速為45r/min，上軋輥1工作部分和下軋輥5工作部分直徑均為Φ500mm, 為異步軋制。

鎂合金軋制板坯厚度5mm，寬度1000mm，修整側(cè)邊以后得到軋制變形后板材厚度3mm，寬度1000mm。第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓力均為10MPa。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例與實(shí)施例4基本相同，其不同之處在于：

鎂合金軋制板坯厚度7mm，寬度1000mm，修整側(cè)邊以后得到軋制變形后板材厚度4mm，寬度1000mm。第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓力均為15MPa。

實(shí)施例6

本實(shí)施例與實(shí)施例4基本相同，其不同之處在于：第一彈性件3和第二彈性件產(chǎn)生的側(cè)壓力均為20MPa。

鎂合金軋制板坯厚度9mm，寬度1000mm，修整側(cè)邊以后得到軋制變形后板材厚度6mm，寬度1000mm。