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CN108817133A - 一种镁合金织构弱化装置及方法 - Google Patents

一种镁合金织构弱化装置及方法 Download PDF

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CN108817133A
CN108817133A CN201810336644.6A CN201810336644A CN108817133A CN 108817133 A CN108817133 A CN 108817133A CN 201810336644 A CN201810336644 A CN 201810336644A CN 108817133 A CN108817133 A CN 108817133A
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roller group
magnesium alloy
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aligning
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王鸿远
张呈呈
张志新
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Henan Ming Magnesium Magnesium Industry Science And Technology Co Ltd
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    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers
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Abstract

本发明涉及一种镁合金织构弱化装置及方法，该装置包括辊径相同的上辊组和下辊组等部件，其方法包括初始矫直、波形弱化织构和再矫直三个步骤。具体包括：首先将热轧变形后的镁合金薄板送入上下平行的矫直辊组，初始矫直因轧制产生的不同程度弯曲，随后向前运行的薄板通过波形弱化织构区域，最后通过再矫直获得具有弱织构的平直镁合金薄板。该装置通过合理调整上下辊组的位置，在两组辊缝之间形成波形空间，实现了镁合金轧板的波浪式运动轨迹，从而弱化(0002)基面织构，巧妙解决了“后续加工变形困难、应用受限”等问题；并且该装置及方法工艺简单、可靠，易于推广应用。

Description

一种镁合金织构弱化装置及方法
技术领域
本发明涉及金属领域，特别涉及一种镁合金织构弱化装置及方法
背景技术
镁合金作为最轻的工程结构金属材料，具有比强度高、比刚度高、电磁屏蔽能力强、阻尼减震性好、导电导热性好及良好的再回收性等优点，在汽车、航天、通讯等领域轻量化、节能、环保等诸多方面得到日益广泛的应用。然而，由于镁合金具有密排六方结构，经过轧制等塑性变形后，晶体极易形成明显的择优取向，即变形织构。尤其是镁合金轧制板材，通常具有强烈的(0002)基面织构。由于这种变形织构很难通过轧制工艺和退火工艺来减轻和消除，导致后续加工变形困难，严重限制了镁合金的应用前景。因此，急需开发一种操作简单、易推广应用的弱化镁合金织构的装置及方法。本发明通过改进传统的水平矫直装置，利用波形弯曲改变晶体方向，显著弱化了镁合金轧制板材的变形织构；并且，本发明装置和方法工艺简单、成本低，易于批量生产和推广应用。
发明内容
本发明目的是提供一种工艺简单、可靠，且易于批量生产和推广应用的镁合金织构弱化装置及方法。该装置通过合理调整上下辊组的位置，在两组辊缝之间形成波形空间，实现了镁合金轧板的波浪式运动轨迹，从而弱化(0002)基面织构，巧妙解决了“后续加工变形困难、应用受限”等问题。
本发明的技术方案是：一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：该装置主要构成包括上辊组、下辊组；该方法包括初始矫直、波形弱化织构和再矫直三个步骤，制备的薄板具有弱织构，具体步骤如下：
(1)初始矫直：将经过热轧变形后的镁合金薄板送入上下平行的矫直辊组，初始矫直因轧制产生的不同程度弯曲；
(2)波形弱化织构：调整上下辊组的位置，设定波形空间，经过步骤(1)初始矫直后的薄板将通过波形空间实现织构弱化，形成具有波形的薄板；
(3)再矫直：步骤(2)经过织构弱化后薄板通过上下平行的再矫直区域，获得具有弱织构的平直镁合金薄板。
优选的，所述上辊组和下辊组为等经辊，辊的直径范围为50-300毫米；
优选的，所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)是在本发明装置的一个平台上完成，工艺流程方便、快捷；
优选的，所述上辊组和下辊组的每一个辊在上下、左右方向均可以自由调整，并且调整后能固定位置；
优选的，所述步骤(2)调整上下辊组位置是通过分别抬高部分上辊和降低部分下辊(如图1所示)来设定波形空间；所述波形空间不少于2个弯曲循环；
优选的，所述步骤(2)设定波形空间后的辊组以辊中心点连线(如图2、图3所示)，在四个水平面上(1-4)，辊组形成的平行四边形夹角范围为60-90度；d12等于d34，其大小值与辊组的半径相关，若设置辊径为R，则d12和d34的范围为R-1.732R，而d23的值由半径R及轧制板材厚度决定。
本发明解决其存在的问题所具有的有益增效为：
(1)该装置是对普通的上下平行矫直装置的改进，成本低，节能环保；
(2)本发明通过调整上、下辊组的位置来设定弱化织构的波形空间，并且由于每个辊均可以自由调整，设定过程是可逆的和更改的，操作更简单、可控；
(3)相比于“通过调整上、下辊转速、预变形量及上下辊错开距离等参数来设定弯曲变形”，该方法设定的波形空间弯曲程度范围更广，可以根据板材厚度设定合理的波形弧度；
(4)本发明在弱化织构变形过程中对最初轧制成形的板材没有裂边、污染等危害；
(5)本发明波形弱化织构和再矫直在同一台设备上完成，工艺流程简单、生产效率高；
附图说明
图1本发明镁合金织构弱化装置示意图
标号说明：1-上辊组；2-下辊组；3-初始矫直；4-波形弱化织构；5-再矫直；6-轧板运行方向；7-合金板。
图2波形空间设置示意图
标号说明：1-上辊组1层；2-上辊组2层；3-下辊组3层；4-下辊组4层；5、6、7、8-四层辊中心形成的平行四边形；a-平行四边形夹角；9-上辊组1层和2层的间距d12；10-上辊组2层和下辊组3层的间距d23；11-下辊组3层和4层的间距d34。
图3实施例一波形空间示意图
标号说明：与图2实施例一波形空间示意图的标号说明相同。
具体实施方式
下面结合附图和据图实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。如图1所示，本发明一种镁合金弱化织构装置及方法，其主要部分包括上辊组(1)和下辊组(2)，上下辊组的半径相同，初始状态为上下平行的辊组，即普通的水平矫直机状态。辊组内的每一个辊在上下、左右方向可以自由调整位置，并且调整后可以固定。图2所示为未加入镁合金板时，辊组紧密贴合的波形空间设置示意图。辊半径为R，设定上辊组1层和2层之间的距离d12范围为R-1.732R，下辊组3层和4层之间的距离d34与d12相同，而d23的距离取决于d12与合金板的厚度值d，为(2R-d12+d)。其中，由5-8辊组成的平行四边形的夹角为a，取值范围为60-90度。
本发明将初始矫直(3)、波形弱化织构(4)和再矫直(5)三个步骤设计在一个工作台上，流程简单、便捷。工作时，合金板与上、下辊组是紧密贴合的。经过热轧的镁合金板(7)首先通过初始矫直(3)阶段，初步平整由于轧制过程导致的弧度变形，以利于板材顺利进入波形空间区域；随后，向前运行的合金板将通过已经设定好波形空间的区域，通过行驶弯曲运动轨迹实现波形弱化织构；最后，通过再矫直(5)获得平直的具有弱织构的镁合金板。
实施例一
将本发明一种镁合金弱化织构装置及方法，应用于厚度为2毫米的AZ31镁合金轧制后的织构弱化。设定上辊组1层和2层之间的距离d12范围100毫米，同时下辊组3层和4层之间的距离d34也为100毫米。未加入AZ31合金板时，辊组的波形空间设置如图3所示。此时，每个辊都紧密贴合，5-8辊形成等边平行四边形，且边长为200毫米，此时平行四边形夹角为60度，d23的取值为102±0.2毫米。经过热轧的AZ31合金板先后经过初始矫直、波形弱化织构和再矫直三个步骤，形成具有弱织构的平直的合金板。在室温下测试波形弱化织构前后的基面织构强度，发现AZ31板的基面最大强度由19.2降至6.5，织构弱化显著。
实施例二
将本发明一种镁合金弱化织构装置及方法，应用于厚度为3毫米的AZ61镁合金轧制后的织构弱化。设定上辊组1层和2层之间的距离d12为150毫米，同时下辊组3层和4层之间的距离d34也为150毫米，d23的取值为53±0.2毫米。经过热轧的AZ61合金板先后经过初始矫直、波形弱化织构和再矫直三个步骤，形成具有弱织构的平直的合金板。在室温下测试波形弱化织构前后的基面织构强度，发现AZ61板的基面最大强度由18.6降至7.0，织构弱化显著。
实施例三
将本发明一种镁合金弱化织构装置及方法，应用于厚度为2.8毫米的AZ31镁合金轧制后的织构弱化。设定上辊组1层和2层之间的距离d12为150毫米，同时下辊组3层和4层之间的距离d34也为150毫米，d23的取值为52.8±0.2毫米。经过热轧的AZ31合金板先后经过初始矫直、波形弱化织构和再矫直三个步骤，形成具有弱织构的平直的合金板。在室温下测试波形弱化织构前后的基面织构强度，发现AZ31板的基面最大强度由19.8降至11.3，织构弱化显著。
实施例四
使用本发明一种镁合金弱化织构装置及方法，对纯Mg、AZ31、AZ61、AZ80、AZ91等多种牌号和多种厚度的镁合金轧制板材进行织构弱化，获得的镁合金板材基面织构显著弱化，并且板材边缘良好，表面干净无污染。
表1实施例四的主要制备参数
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：该装置主要构成包括上辊组(1)、下辊组(2)，通过合理调整上下辊组的位置，在两组辊缝之间形成波形空间，实现了镁合金轧板的波浪式运动轨迹，弱化(0002)基面织构，巧妙解决了“后续加工变形困难、应用受限”等问题；该方法包括初始矫直(3)、波形弱化织构(4)和再矫直(5)三个步骤，制备的薄板具有弱织构，具体步骤如下：
(1)初始矫直：将经过热轧变形后的镁合金薄板送入上下平行的矫直辊组，初始矫直因轧制产生的不同程度弯曲；
(2)波形弱化织构：调整上下辊组的位置，设定波形空间，经过步骤(1)初始矫直后的薄板将通过波形空间实现织构弱化，形成具有波形的薄板；
(3)再矫直：步骤(2)经过织构弱化后薄板通过上下平行的再矫直区域，获得具有弱织构的平直镁合金薄板。
2.根据权利要求1所述一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：所述上辊组(1)和下辊组(2)为等经辊，辊的直径范围为50-300毫米。
3.根据根据权利要求1所述一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)是在本发明装置的一个平台上完成，工艺流程方便、快捷。
4.根据权利要求1所述一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：所述上辊组(1)和下辊组(2)的每一个辊在上下、左右方向均可以自由调整，并且调整后能固定位置。
5.根据权利要求1所述一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：所述步骤(2)调整上下辊组位置是通过分别抬高部分上辊和降低部分下辊(如图1所示)来设定波形空间；所述波形空间不少于2个弯曲循环。
根据权利要求1所述一种镁合金织构弱化装置及方法，其特征在于：所述步骤(2)设定波形空间后的辊组以辊中心点连线(如图2、图3所示)，在四个水平面上(1-4)，辊组形成的平行四边形夹角范围为60-90度；d12等于d34，其大小值与辊组的半径相关，若设置辊径为R，则d12和d34的范围为R-1.732R，而d23的值由半径R及轧制板材厚度决定。
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