本發(fā)明專利屬于鎂合金板材生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種零寬展鎂合金板材軋制方法及其使用的裝置，適用于高精度鎂合金板材生產(chǎn)。

背景技術(shù)：
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對于大尺寸鎂合金板材（寬1米以上的）軋制生產(chǎn)時，由于鎂合金材料的成形性能差，出現(xiàn)嚴(yán)重的側(cè)邊裂紋缺陷，這樣在每個道次軋制之前，必須對板坯進(jìn)行切邊處理，這樣才能保證下一道次的軋制板材的質(zhì)量，嚴(yán)重影響材料利用率。如果每個道次的切邊廢料占10%（寬度方向）, 多道次軋制后的材料利用率很低，因此提高鎂合金軋制板材的質(zhì)量，以及提高材料利用率是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利的一個目的就是公開了一種零寬展鎂合金板材軋制方法，本發(fā)明的另一個目的是公開了本軋制方法所使用的軋制裝置，可以有效控制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:

一種零寬展鎂合金板材軋制方法：包括以下步驟：

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

將鎂合金軋制板坯在加熱爐中加熱到300℃—350℃，并保溫足夠時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。

對軋制變形后的鎂合金板材進(jìn)行切邊修整。

）得到厚度變薄，寬度方向為零寬展的鎂合金板材。

）準(zhǔn)備后續(xù)變形工序。

所述的等溫軋制變形為同步軋制或為異步軋制。

一種零寬展鎂合金板材軋制裝置，包括上軋輥和下軋輥。

下軋輥的兩端分別固定有左側(cè)壓板和右側(cè)壓板。

左側(cè)壓板外側(cè)有第一圓柱面，右側(cè)壓板外側(cè)有第二圓柱面。

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)動中始終保持配合。

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)壓板包括左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板，通過螺栓把左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板相對扣設(shè)固定在下軋輥的左端。

左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板的外側(cè)形成第一圓柱面。左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板的端面形成第一圓柱的圓環(huán)端面。

右側(cè)壓板包括右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板，通過螺栓把右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對扣設(shè)固定在下軋輥的右端。

右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板的外側(cè)形成第二圓柱面。右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板的端面形成第二圓柱的圓環(huán)端面。

其基本原理：鎂合金板坯在軋制變形過程中，鎂合金板坯經(jīng)過變形型腔，在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行塑性變形。在變形過程中，在板坯厚度方向上產(chǎn)生壓縮變形，在軋制方向上產(chǎn)生拉伸變形。由于左側(cè)壓板和右側(cè)壓板的限制作用，板坯在寬展方向上無變形，實現(xiàn)了變形區(qū)三向壓應(yīng)力狀態(tài)及零寬展軋制工藝。由于三向壓應(yīng)力狀態(tài)提高了材料塑性，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。

其加工方法是在普通軋制軋輥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對下軋輥結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，左上側(cè)壓板和左下側(cè)壓板通過螺栓固定在一起，左側(cè)壓板和右側(cè)壓板與下軋輥一起旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了零寬展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)。只要改變左側(cè)壓板和右側(cè)壓板的尺寸，即可生產(chǎn)不同厚度和不同寬度的鎂合金板材產(chǎn)品。

其工作原理是在普通板材軋制的下軋輥上安裝左側(cè)壓板和右側(cè)壓板，與下軋輥一起轉(zhuǎn)動。兩個側(cè)壓板的作用是限制鎂合金板坯軋制過程中的寬展方向的變形，以實現(xiàn)零寬展軋制工藝，使軋制變形區(qū)為三向壓應(yīng)力狀態(tài)，此外，側(cè)壓板的作用也減緩了鎂合金板材側(cè)邊的溫度降低，提高了鎂合金板材側(cè)邊區(qū)域的塑性，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。

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、軋輥和側(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，制備軋制板坯。

預(yù)熱：采用外加熱方法對軋輥和側(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)：軋制生產(chǎn)完成后，對裝置進(jìn)行清理。

更換左側(cè)壓板和右側(cè)壓板，即可改變產(chǎn)品規(guī)格。

其優(yōu)點(diǎn)在于：

實現(xiàn)了零寬展鎂合金板材軋制變形方法，使鎂合金軋制板材變形區(qū)為三向壓應(yīng)力狀態(tài)，減緩了板坯溫度的降低，提高了材料的塑性，可以有效控制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為所使用的軋制裝置的主視剖視圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

圖3為左上側(cè)壓板的主視圖。

圖4為圖3的側(cè)視圖。

圖5為圖3的中的A-A剖視圖。

圖6為下軋輥的主視剖視圖。

圖7為圖6的側(cè)視圖

圖8為實施例中本發(fā)明和普通軋制的數(shù)據(jù)對比圖。

具體實施方式：

實施例1：

上軋輥1，左上側(cè)壓板2，變形型腔3，下軋輥4，右側(cè)壓板5，左下側(cè)壓板6，左側(cè)壓板7。

一種零寬展鎂合金板材軋制方法，包括以下步驟：

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4、左側(cè)壓板7和右側(cè)壓板5預(yù)加熱到300℃。

將鎂合金軋制板坯在加熱爐中加熱到變形溫度300℃，并保溫10min。

取出鎂合金軋制板坯進(jìn)行等溫軋制變形。軋制時上軋輥1的轉(zhuǎn)速為30r/min，下軋輥4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4工作部分的直徑Φ500mm。

軋制后對側(cè)邊進(jìn)行修整。

得到軋制變形后板材厚度為3mm，板材寬度1000mm。

再準(zhǔn)備后續(xù)的變形工序。

一種零寬展鎂合金板材軋制裝置，包括上軋輥1和下軋輥4。

下軋輥4的兩端分別固定有左側(cè)壓板7和右側(cè)壓板5。

左側(cè)壓板7外側(cè)有第一圓柱面，右側(cè)壓板5外側(cè)有第二圓柱面。

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)動中始終保持配合。

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4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3。

左側(cè)壓板7包括左上側(cè)壓板2和左下側(cè)壓板6，通過螺栓把左上側(cè)壓板2和左下側(cè)壓板6相對扣設(shè)固定在下軋輥4的左端。

左上側(cè)壓板2和左下側(cè)壓板6的外側(cè)形成第一圓柱面。左上側(cè)壓板2和左下側(cè)壓板6的端面形成第一圓柱的圓環(huán)端面。

右側(cè)壓板5包括右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板，通過螺栓把右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板相對扣設(shè)固定在下軋輥4的右端。

右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板的外側(cè)形成第二圓柱面。右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板的端面形成第二圓柱的圓環(huán)端面。

左上側(cè)壓板2、左下側(cè)壓板6、右上側(cè)壓板和右下側(cè)壓板均為分體的半圓形，對稱地扣設(shè)在下軋輥4上。

上軋輥1工作部分與下軋輥4工作部分直徑相同。

上軋輥1與下軋輥4的轉(zhuǎn)速可以相同（同步軋制）。

上軋輥1與下軋輥4的轉(zhuǎn)速可以不相同（異步軋制）。

在軋制變形過程中，左側(cè)壓板7與右側(cè)壓板5與下軋輥4一起旋轉(zhuǎn)。

本實施例中的技術(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。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：鎂合金軋制板坯厚度7mm，寬度1000mm，修整側(cè)邊以后得到軋制變形后板材厚度4mm，寬度1000mm。具體參數(shù)見圖8，表1。

實施例3：

本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：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。

實施例4

本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：取出鎂合金軋制板坯進(jìn)行等溫軋制變形。軋制時上軋輥1的轉(zhuǎn)速為30r/min，下軋輥4的轉(zhuǎn)速為45r/min，上軋輥1的工作部分和下軋輥4的工作部分直徑均為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。

實施例5

本實施例與實施例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。

實施例6

本實施例與實施例4基本相同，其不同之處在于：

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。

采用本發(fā)明專利技術(shù)的六個實施例制備的AZ31鎂合金板材性能見表1。