鎂合金鑄軋板制備寬幅薄板坯料的軋制工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于由儀合金鑄社板或鑄扎卷直接社制儀合金寬幅薄板巧料技術(shù)領(lǐng)域，具 體為儀合金鑄社板制備寬幅薄板巧料的社制工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儀合金是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，已成為國(guó)防軍事、航空航天、汽 車(chē)、電子通信等工業(yè)領(lǐng)域的重要材料。隨著我國(guó)高速軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)等大型工程項(xiàng)目的 啟動(dòng)，對(duì)大規(guī)格儀合金產(chǎn)品提出了更高的要求。
[0003] 儀合金寬幅薄板從厚度角度講，按常規(guī)金屬板材可分為厚板與薄板，厚度不小于 6.Omm的稱(chēng)為厚板（plate)，厚度大于0. 20mm但小于6.Omm的稱(chēng)薄板（sheet)。當(dāng)然，對(duì)儀 板材也可將厚度小于IOmm的稱(chēng)為薄板。根據(jù)GBPT5154-2003板材（plateandsheet)是 橫斷面呈矩形、厚度均一并大于0.20mm的社制產(chǎn)品，通常邊部經(jīng)過(guò)剪切或銀切，并W平直 狀外形交貨，厚度不超過(guò)寬度的1/10。儀合金薄板由儀合金錠社制而成，通常儀合金錠的尺 寸為：厚127mm~305mm，寬406mm~1041mm，長(zhǎng)914mm~2032mm，儀合金錠寬度與厚度之 比最好為4 :1。目前對(duì)于儀合金由儀合金錠社制成薄板的工藝已經(jīng)十分成熟。
[0004] 另一方面，儀合金寬幅薄板從寬度角度講，韓國(guó)浦項(xiàng)鋼鐵公司（POSCO)在光陽(yáng)有 一個(gè)用雙漉式連續(xù)鑄社儀板帶的企業(yè)，稱(chēng)之為化strip。其與英國(guó)ElectronMa即esium聯(lián) 合開(kāi)發(fā)儀產(chǎn)品，在此領(lǐng)域處于世界先進(jìn)水平。2008年，一座工業(yè)規(guī)模的儀合金鑄社廠在± 耳其材料研究院燈UBITAKMRC)建成投產(chǎn)，他們采用雙漉連續(xù)鑄社技術(shù)生產(chǎn)6mmX(800~ 1500)mm的AZ31儀合金板，板巧產(chǎn)品可W被連續(xù)卷曲或在線切割成平板。運(yùn)是迄今報(bào)道生 產(chǎn)最寬的AZ31鑄社板巧。此外，日本、加拿大等國(guó)也都在用雙漉鑄社法（TRC法）生產(chǎn)儀合 金板材。 陽(yáng)〇化]儀合金板材的生產(chǎn)主要有W下S種方法：雙漉鑄社法（TRC法）、擠壓開(kāi)巧社制法 (邸法）和鑄錠熱社開(kāi)巧法（皿法）。鑄社法是低成本儀合金板材生產(chǎn)工藝，但產(chǎn)品質(zhì)量不 如社制法，且要實(shí)現(xiàn)寬幅板材的鑄社生產(chǎn)非常困難（寬度一般在650mmW下）；擠壓開(kāi)巧法 主要用于生產(chǎn)薄板，但板材的寬度受到限制（一般在600mmW下）；鑄錠熱社開(kāi)巧法是傳統(tǒng) 的儀合金板材生產(chǎn)方法，可W生產(chǎn)儀合金寬幅薄板，但該方法成品率低，生產(chǎn)成本高。交通 運(yùn)輸領(lǐng)域所使用儀合金薄板規(guī)格一般為厚度1. 5~3. 0mm，寬度〉1600mm，長(zhǎng)度MOOOmm，受 限于鑄社和擠壓板材寬度不足W及鑄錠熱社開(kāi)巧社制成材率低、成本過(guò)高等原因，目前儀 合金板材還未在該領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用。
[0006] 儀合金板帶材市場(chǎng)需求和規(guī)模化應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)是寬幅化和低成本化。寬幅化 是儀合金板材滿(mǎn)足汽車(chē)、列車(chē)、客車(chē)、飛機(jī)等交通運(yùn)輸行業(yè)輕量化需要的基本條件，運(yùn)有賴(lài) 于寬幅板材生產(chǎn)技術(shù)與裝備的進(jìn)步；低成本化是儀合金板材可W與其它材料競(jìng)爭(zhēng)的重要條 件。由于儀合金薄板加工時(shí)溫降快，邊部開(kāi)裂嚴(yán)重，所W如何解決儀合金寬幅薄板社制時(shí)邊 部開(kāi)裂的問(wèn)題，成為提高儀合金寬幅薄板社制產(chǎn)品合格率及生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)儀合金鑄社板制備寬幅薄板巧料的社制工藝方法，，由鑄 社板或鑄社卷直接制備儀合金寬幅薄板伊始，即通過(guò)整形社制工藝，社制成社板巧料中間 薄、兩側(cè)厚的"狗骨"形巧料，解決儀合金寬幅薄板社制時(shí)邊部開(kāi)裂的問(wèn)題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0009] 儀合金鑄社板制備寬幅薄板巧料的社制工藝方法，其特征是：儀合金鑄社板制備 寬幅薄板巧料的社制工藝包括如下步驟：（一）、寬幅薄板社制巧料形狀尺寸的確定，寬幅 薄板社制巧料橫斷面包括中間薄區(qū)，中間薄區(qū)兩側(cè)設(shè)置厚區(qū)，厚區(qū)與中間薄區(qū)之間采用過(guò) 渡區(qū)連接，過(guò)渡區(qū)的巧料厚度從厚區(qū)到中間薄區(qū)連續(xù)減??；（二）、寬幅薄板社制巧料的社 制。
[0010] 過(guò)渡區(qū)的過(guò)渡連接方式為圓弧過(guò)渡連接時(shí)，社制巧料尺寸的確定方法包括如下步 驟：
[0011] 1)、來(lái)料厚度為H。，則中間薄區(qū)厚度為： 陽(yáng) 01引 Iib=Ho(I-Eb); 陽(yáng)01引 2)、來(lái)料厚度為H。，則厚區(qū)厚度為：
[0014] K=Ho(I-Eh);
[0015] 3)、為滿(mǎn)足橫向社制后板帶的平直度要求，厚區(qū)與中間薄區(qū)厚度差為： 陽(yáng)016] Ahg=hh_hb= 0. 1 ~0. 5mm;
[0017] 4)、為了避免板帶橫向社制后邊部殘余應(yīng)力急劇變化導(dǎo)致局部浪形，取過(guò)渡區(qū)寬 度為：
[0018] Ig= (100 ~400)Ahg;
[0019] 5)、厚區(qū)寬度在材料跟蹤和剪切設(shè)備允許的范圍內(nèi)，盡可能取小值：
[0020] Ih= 10 ~15mm;
[0021] 6)、所要制備的巧料總寬度為1，則中間薄區(qū)寬度為：
[0022] Ib= 1-21 h-21g;
[0023] 7)、過(guò)渡區(qū)曲線采用圓弧過(guò)渡，設(shè)過(guò)渡區(qū)圓弧對(duì)應(yīng)的圓屯、角為a，則此時(shí)有：
[00巧]可得過(guò)渡圓弧半徑R為：
[0027] 設(shè)圓弧過(guò)渡曲線與中間薄區(qū)切點(diǎn)為原點(diǎn)；X軸為水平軸，正方向由薄區(qū)指向該過(guò) 渡區(qū)的相鄰厚區(qū)；y軸為垂直軸，正方向垂直于巧料表面指向過(guò)渡圓弧的圓屯、；則過(guò)渡區(qū)圓 弧上任一點(diǎn)坐標(biāo)為（X，y)，其應(yīng)滿(mǎn)足： 陽(yáng)02引（X-Xc) 2+(y-y。）2=R2;
[0029] 可得該點(diǎn)縱坐標(biāo)為：
[0031] 則該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的厚度為：
[00：32]hg(X) =hb巧?y;
[0033] 式中，中間薄區(qū)壓下率eb= 10~15%，厚區(qū)壓下率eH= 5~10%，H。為來(lái)料厚 度，1為巧料總寬度，hb為中間薄區(qū)厚度，hh為厚區(qū)厚度，Ahg為厚區(qū)與中間薄區(qū)厚度差，Ig 為過(guò)渡區(qū)寬度，Ih為厚區(qū)寬度，U為中間薄區(qū)寬度，a為過(guò)渡區(qū)圓弧對(duì)應(yīng)的圓屯、角，R為過(guò) 渡圓弧半徑，X。= 0,y。二R。
[0034] 過(guò)渡區(qū)的過(guò)渡連接方式為直線過(guò)渡連接時(shí)，社制巧料尺寸的確定方法包括如下步 驟：
[0035] 1)、來(lái)料厚度為H。，則中間薄區(qū)厚度為： W36]K=Ho(I-Eb);
[0037] 2)、來(lái)料厚度為H。，則厚區(qū)厚度為： 陽(yáng)03引 Iih=Ho(I-Eh);
[0039] 3)、為滿(mǎn)足橫向社制后板帶的平直度要求，厚區(qū)與中間薄區(qū)厚度差須滿(mǎn)足：
[0040] Ahg=hh_hb= 0. 1 ~0. 5mm;
[0041] 4)、為了避免板帶橫向社制后邊部殘余應(yīng)力急劇變化導(dǎo)致局部浪形，取過(guò)渡區(qū)寬 度為：
[0042] Ig= (100 ~400)Ahg;
[0043] 5)、厚區(qū)寬度在材料跟蹤和剪切設(shè)備允許的范圍內(nèi)，盡可能取小值：
[0044] Ih= 10 ~15mm;
[0045]6)、所要制備的巧料總寬度為1，則中間薄區(qū)寬度為： 陽(yáng)046] 1,= 1-21h-21,；
[0047] 7)、過(guò)渡區(qū)曲線采用直線過(guò)渡，所采用過(guò)渡直線的斜率為：
[0048] k= (hh/2A/2)/l,;
[0049] 設(shè)圓弧過(guò)渡曲線與中間薄區(qū)切點(diǎn)為原點(diǎn)，由于該直線過(guò)原點(diǎn)，設(shè)過(guò)渡區(qū)直線上任 一點(diǎn)坐標(biāo)為（X，y)，其應(yīng)滿(mǎn)足：
[00加]y=k?X,XG[0,IJ;
[0051] 則該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的厚度為： 陽(yáng)05引 hg(X) =hb巧?y;
[0053] 式中，中間薄區(qū)壓下率eb= 10~15%，厚區(qū)壓下率eH= 5~10%，H。為來(lái)料厚 度，1為巧料總寬度，hb為中間薄區(qū)厚度，hh為厚區(qū)厚度，Ahg為厚區(qū)與中間薄區(qū)厚度差，Ig 為過(guò)渡區(qū)寬度，Ih為厚區(qū)寬度，1b為中間薄區(qū)寬度，k為過(guò)渡直線的斜率。
[0054] 根據(jù)確定的社制巧料的形狀尺寸，由鑄社板直接制備寬幅薄板社制巧料的步驟 為： 陽(yáng)化5] 1)、社制：烙融態(tài)儀合金經(jīng)鑄社機(jī)鑄社后形成儀合金鑄社板巧，在鑄社機(jī)后設(shè)置四 漉社機(jī)，將中間薄區(qū)寬度和厚度、厚區(qū)寬度和厚度W及過(guò)渡區(qū)寬度和厚度的表達(dá)式輸入社 機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，利用鑄社板巧的余溫，直接對(duì)鑄社板巧進(jìn)行社制：對(duì)儀合金鑄社板沿 長(zhǎng)度方向，進(jìn)行1道次壓下率為eb= 10~15%的社制，形成中間薄區(qū)；沿社制方向，中間 薄區(qū)的前后兩側(cè)進(jìn)行壓下率為eh= 5~10%的社制，形成厚區(qū)；沿社制方向，所社制的寬 幅薄板社制巧料為厚區(qū)與中間薄區(qū)連續(xù)相接的寬幅薄板社制巧料；
[0056]2)、切邊：對(duì)前步I)社制后獲得的連續(xù)寬幅薄板社制巧料進(jìn)行切邊；
[0057]3)、定尺分段：對(duì)前步2)切邊后的社制巧料從厚區(qū)中間切割分段；
[0058]4)、煤板備用：將分段后的寬幅薄板社制巧料煤板備用。
[0059] 根據(jù)確定的社制巧料的形狀尺寸，由鑄社板直接制備寬幅薄板社制巧料的步驟 為：
[0060] 1)、切邊：烙融態(tài)儀合金經(jīng)鑄社機(jī)鑄社后形成鑄社板巧，在鑄社機(jī)后設(shè)置剪切機(jī)， 對(duì)鑄社板巧料進(jìn)行切邊；
[0061] 2)、定尺分段：沿社制方向按確定的寬幅薄板社制巧料的寬度進(jìn)行定尺，
[0062] 當(dāng)社制巧料過(guò)渡區(qū)為圓弧過(guò)渡時(shí)，定尺長(zhǎng)度L。為：
[0064] 當(dāng)社制巧料過(guò)渡區(qū)為直線過(guò)渡時(shí)，定尺長(zhǎng)度L。為： W65] L。= 口 ? 1h?Vlb?hb巧?