一種短流程制造鎂合金薄板的方法
【專利摘要】本發明公開了一種短流程制造鎂合金薄板的方法，主要包括由上引法連鑄鎂合金鑄桿、連續擠壓獲得鎂合金薄板以及進一步溫軋獲得更薄的鎂合金薄板等工序。本發明充分發揮了上引法連鑄鎂合金桿夾雜含量少、適用于小直徑桿料生產的特點，且連續擠壓獲得的鎂合金薄板組內部潔凈、組織細小、夾雜物均勻分布，晶粒尺寸低于10μm，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3μm；并擴大了后續溫軋工序的工藝窗口并提高生產效率，溫軋后獲得內部潔凈、組織細小、夾雜均勻分布的高質量鎂合金薄板。本發明方法流程短、投資低、生產效率高、成本低，可以實現鎂合金薄板的工業化生產。
【專利說明】一種短流程制造鎂合金薄板的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輕金屬制備【技術領域】，尤其涉及一種短流程制造鎂合金薄板的方法，該方法能實現鎂合金熔體至薄板的全流程，提高材料成材率、降低流程成本，獲得的鎂合金薄板內部潔凈、組織細小、夾雜均勻分布。

【背景技術】
[0002]與鎂合金鑄件相比，鎂合金板組織細小，無微氣孔缺陷，具有更高的強度、塑性和韌性，以及優異的耐蝕性能，且性能均勻穩定，后續機加工和表面處理效率高，可以滿足制造大型結構件和結構多樣化的要求，適合規?；a，鎂板是鎂合金重要的發展方向。
[0003]目前，鎂板主要應用在3C領域(窄幅鎂板)。鎂板在汽車領域應用前景廣闊，但截至現在，汽車平均用鎂合金僅在5Kg左右，并且幾乎全部是壓鑄件，主要為變速箱、汽缸、座椅等汽車內部構件。從技術角度分析，制約鎂板在汽車中應用的主要因素為:1)室溫成形性很差；2)價格過高。技術開發期待產業鏈(客戶端)的強力驅動，然而客戶端一直在等待技術的成熟。
[0004]鎂板制造路線可以分為軋制和擠壓兩大類，細分之，軋制包括傳統熱軋開坯和雙輥連續鑄軋(TRC)-溫軋兩類；擠壓包括直接擠壓、擠壓開坯和擠壓展板等三類。
[0005]熱軋鎂板各向異性顯著，對成形性能不利。中國專利20100526955.2公開一種鎂合金板材的輔助軋制方法，工藝思想是沿板坯橫向或軋向通過側面預變形處理，減弱材料基面織構，預變形量5-30%，從而實現單道次大變形加工，獲得均勻、細小的晶粒組織。
[0006]鎂合金熱容量小，散熱快，整個軋制過程中板材頭尾溫差較大，容易發生裂邊和表面開裂等現象，軋制被迫中止。為此，中國專利201110367228公開了一種工業化的四輥熱軋生產工藝。設計原理是，在四輥熱軋機組兩側，分別設置左熱風加熱和左高頻加熱裝置，以及右高頻和熱風加熱裝置，熱風加熱裝置使鑄錠快速升溫，高頻加熱裝置使鑄錠表面和內部均勻加熱。工藝流程如下:鑄錠首先進行熱風加熱、再進行高頻加熱，對中送入四輥熱軋機進行第一道次軋制，出帶后進行高頻加熱、熱風加熱，返回后送入進行第二道軋制，以此類推進行第三至第八道軋制，旋轉掉頭、切頭去尾。加熱溫度300-520 V，厚度300mm左右的鑄錠最終熱軋為厚度5-7mm的鎂板。
[0007]為提高鎂板組織均勻性與力學性能，中國專利200910066092公開一種低溫高速大加工量軋制鎂合金板的加工方法，在于控制軋制溫度、軋制速度(尤其是終軋溫度和速度)、每道次壓下量、各道次變形之間的間隔時間和冷卻速度，實現流程再造。工藝要點如下:1)開軋溫度350-420°C;2)軋制道次7_10 ；3)前三道次采用較小壓下率，中間道次采用較高的道次加工率控制在30-42%，終軋道次加工率16-25% ；4)軋制速度0-3m/s，在保證終軋溫度和板材不開裂的條件下盡量采用高速度；5)終軋溫度280-350°C。
[0008]中國專利200910227097也公開了類似的工藝方法，通過大變形量加工，單道次壓下量大于60 %，使鎂合金板高速度變形中的儲能以動態再結晶釋放，抑制裂紋產生，改善鎂板的塑性變形性能。軋制過程中，軋輥不需要加熱，能耗少，適用于低合金含量、第二相少且細小彌散的鎂合金。
[0009]熱軋開坯生產流程工序復雜，成材率低，價格高。為提高成材率、降低成本，TRC、擠壓開坯、擠壓展板等技術發展迅速。專利W02004020126公開利用TRC技術制造鎂合金薄板的方法，工藝要點如下:1)熔體過熱度15-60°C ；2)鑄軋輥表面溫度低于400°C ；3)鑄軋力2-500Kg/mm ;4)鑄軋壓下率4-9% ；5)儲液箱預熱溫度500-655°C ；6)澆嘴預熱溫度200-400°C。日本、韓國圍繞鎂合金板TRC技術公開一系列專利，如JP2007237208、Ru2305021、KR20070067793、KR100657595B、KR100657595B、KR20060073355。
[0010]TRC技術可以直接生產出4-8mm的鎂板，然后經5-7道次的溫軋(冷軋)，制造出厚度Imm以下的板材，生產率遠高于傳統熱軋開坯(25-30道次)。如中國專利201010255819.4，公開TRC-溫軋鎂合金板材的生產方法。采用TRC工藝首先獲得尺寸規格6 X 400mm的鎂合金板,然后進行后續軋制。
[0011]以上專利均針對水平式雙輥連續鑄軋，中國專利200510057334.3公開一種垂直式雙輥連續鑄軋工藝，工藝要點如下:1)澆鑄前側封系統預熱到400-450°C，熔體溫度650-680°C，轉入中間包在熔劑作用下保溫靜置15-30min ；2)溶池高度100_350mm，鑄軋速度20-100m/min ；3)薄帶厚度1.0-3.5mm。目前，利用TRC-溫軋生產的鎂板接近于傳統軋制流程的水平。不過，TRC在設備(耗材)方面仍存在問題，長時間澆鑄困難很大。
[0012]與軋制相比，擠壓具有更強烈的三向壓應力狀態，有效細化鎂合金的晶粒組織，提高材料的塑性。中國專利200910087320.4公開一種鎂合金薄板的生產方法。該方法利用連續鑄軋板作為原料，進行擠壓并展平，獲得寬度450-500mm、厚度0.5-1.5mm的鎂合金薄板。不過，臥式擠壓法存在一些缺點:1)廢料損失大，因為擠壓壓余和縮尾占鑄錠比例較大；2)原材料需要加熱，能耗較大；3)組織和性能沿長度和斷面不均勻。
[0013]為解決組織性能均勻問題，中國專利200910133391.3公開一種鎂合金薄板的擠壓展板工藝方法。通過擠壓的方法將鎂棒擠壓成鎂管(或U型體)，然后將鎂管切開和展開，最后形成鎂板，獲得細晶鎂板，材料成形性明顯提高，顯著降低制造成本。該技術難點如下:1)板材厚度均勻性；2)表面擠壓痕缺陷；3)超薄板制造。
[0014]連續擠壓技術集孔型軋制變形、剪切變形、彎曲變形、擠壓變形于一體，變形過程均限制在密閉型腔中進行，處于較強的三向壓應力狀態。連續擠壓對鎂合金晶粒細化作用明顯，提高擠壓板材的塑性。
[0015]中國專利200610136873.0公開一種變形鎂合金連續擠壓方法。工藝要點是將圓線材坯料經送料輪送入旋轉式連續擠壓機內，通過調整擠壓輪面與槽封塊弧面之間的接觸長度和運轉間隙，使變形鎂合金坯料與帶溝槽的旋轉擠壓輪之間產生擠壓力，和摩擦產生熱量，將變形鎂合金坯料以連續大剪切變形方式直接在模具中擠壓成制品。
[0016]不過，該工藝只用于生產鎂合金管材、型材和線材，利用連續擠壓技術生產鎂合金板材是典型的擴展流動，模具的設計遠復雜于管、型和線材；另外，該工藝采用的原材料為熱臥式擠壓機熱擠壓或經熔化爐通過水平結晶器制成直徑為10-20_的圓棒料，采用臥式熱擠壓制造的原材料，成本很高、材料收得率低；水平結晶器制造10-20_的棒材技術難度大，成材率低。


【發明內容】

[0017]本發明的目的在于提供一種短流程制造鎂合金薄板的方法，該方法能實現鎂合金熔體至薄板的全流程，提高材料成材率、降低流程成本，獲得的鎂合金薄板內部潔凈、組織細小、夾雜均勻分布。
[0018]本發明的構思是:鎂合金熔煉、靜置后，利用上引法連鑄生產出鎂合金鑄桿(直徑10-30_)，經收卷、開卷、在線磨光、清洗后獲得的鎂合金桿直接或者預熱至一定溫度后，進入連續擠壓機制造出厚度為2-10mm的鎂合金薄板，然后溫軋得到符合規格要求的鎂合金薄板(0.5-2mm)。
[0019]本發明的短流程制造鎂合金薄板的方法，包括如下步驟:
[0020]I)鎂合金熔煉、凈化、靜置，獲得鎂合金熔液。
[0021]2)上引法鑄造:
[0022]采用水冷式上引連鑄結晶器連鑄獲得鎂合金鑄桿；其中，該結晶器采用石墨或鋼質模具，且外部設有保護套，模具先預熱至100-30(TC后逐步放至液面下方50-150mm處，結晶器的冷卻水溫度保持在15-35°C ;鎂合金熔液過熱度為20-60°C，拉桿速率為0.2~2m/min,鑄桿直徑為10-30mm,之后收卷。
[0023]3)連續擠壓:
[0024]鎂合金鑄桿經放線、校直、在線磨光、清洗后進入連續擠壓機進行連續擠壓，空冷后獲得厚度為2-10mm的鎂合金薄板；其中，連續擠壓時，擠壓機腔體預熱至300-500°C，腔體內由進帶口至出帶口方向依次設有擴展模、模墊、分流模和定型模，擠壓速率為1-1Om/min，出帶口溫度控制在300-460°C。
[0025]4)將獲得的鎂合金薄板校直、平整、表面拋光、剪切成卷即可獲得成品。
[0026]上述步驟2)中，預熱后的模具逐步放至液面以下，液面下方50_150mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25土(5-10) °C。
[0027]上述步驟2)中，收卷時，鎂合金鑄桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤。
[0028]優選地，步驟2)中，采用鋼質模具，模具預熱至200-300°C。
[0029]優選地，步驟2)中，結晶器冷卻水水溫保持在20_30°C。
[0030]優選地，步驟2)中，鎂合金熔液過熱度為30_40°C，鑄桿直徑為20mm，拉桿速率為
0.5-lm/min。
[0031]上述步驟3)中，清洗后的鎂合金鑄桿在連續擠壓前還經過預熱步驟，預熱溫度在4000C以下。預熱可采用電磁感應爐或者電阻爐預熱至400°C以下。
[0032]上述步驟3)中，進入連續擠壓機前，對于大寬度規格鎂合金板(寬度大于80mm)，可以不經過預熱直接將冷料放入連續擠壓機中進行擠壓即可。出帶口需要測溫控制，出帶口溫度控制在300-450±10°C，在線調節進料鎂合金鑄桿的預熱溫度。
[0033]優選地，步驟3)中，擠壓機腔體預熱至350_400°C。
[0034]優選地，步驟3)中，擠壓速率為2_5m/min。
[0035]優選地，步驟3)中，鎂合金板出帶口溫度為390-410°C。
[0036]進一步的，獲得的厚度為2-10mm的鎂合金薄板還經過溫軋步驟，溫軋時，軋輥表面預熱至150-300 °C，鎂合金板在線補熱，軋制溫度為150-300 °C，單道次壓下率為20-50%，獲得厚度為0.5-2mm的鎂合金薄板。
[0037]優選地，溫軋時，軋輥表面預熱至180_220°C。
[0038]優選地，溫軋時，軋制溫度為200_280°C。
[0039]優選地，溫軋時，單道次壓下率為25-30%。
[0040]本發明可根據用戶需求，將連續擠壓獲得的鎂合金板或者溫軋后的鎂合金薄板經過校直、平整、表面拋光、剪切成卷，制造出鎂合金薄板成品。
[0041]本發明經連續擠壓獲得的鎂合金薄板內部潔凈、組織細小、夾雜均勻分布，晶粒尺寸低于10 μ m,表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
[0042]本發明的制造方法中:
[0043]鎂合金性質活躍，容易與常規上引法連鑄結晶器(銅合金)的石墨環的粘結劑發生反應，熔體與結晶器發生粘連而導致上引連鑄失敗，需要匹配合適的鑄造速度，形成動態的拉坯過程，降低熔體與結晶器發生粘連機會；或者采用鋼質結晶器，以及高壓氣體或者油膜起到阻礙熔體與結晶器的接觸和潤滑的作用，并且外部用保護套。
[0044]鎂合金凝固區間大、凝固潛熱小，在同等條件下，單位鎂合金凝固時間低于銅合金20%左右，鑄造工藝窗口小，容易產生裂紋、冷隔、偏析等鑄造缺陷，鎂合金上引連鑄工藝參數控制精度要求較高，因此，選擇模具預熱100-300°C后逐步放至液面以下，液面下方50-150mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5?10。。。
[0045]與水平連鑄技術相比，上引法適合制備小直徑棒材，關鍵技術在于保證結晶器上部的有效區域內金屬熔液能夠及時凝固，并且固-液界面在連鑄過程中不發生分離。因此，選擇鎂合金熔液過熱度20-60°C，鑄桿直徑10-30mm，拉桿速率0.2_2m/min。
[0046]夾雜物與鎂的密度接近或略大于鎂的密度，與鎂熔體難以分離，會在已凝固的金屬與熔液間形成一層薄膜，阻止固-液面的有效結合，或者在凝固后的鑄桿的橫斷面形成夾雜等，并造成上引連鑄鎂合金桿表面質量不良，影響連續擠壓板的質量。因此，在鎂合金桿連續擠壓前，需要在線磨光并清洗處理。
[0047]目前水平連鑄技術只能生產直徑50mm以上的鎂合金鑄桿，利用上引連鑄工藝，使小直徑鎂合金鑄桿的制造成為可能；另外，與擠壓法制造小直徑鎂桿工藝對比，上引法由液態鎂合金一步生產出桿料，減少了再加熱-擠壓工序，成本大幅降低。
[0048]鎂板的連續擠壓成形是一個擴展成形過程，隨著擠壓產品寬度增大，需要金屬形成足夠的橫向流動，在這種狀態下，金屬進入擴展區后，兩側受到擴展腔壁的摩擦阻力作用，速度降低，而中間區域流動距離短，且對應著進料口，金屬流動速度明顯高于兩側，造成板材中間與邊部的流速出現不均現象，導致板材組織和性能不均勻。因此，擠壓寬板所要解決的關鍵問題是改善材料在腔體內的擴展成形和流動的均勻性。為此，整個腔體內設計由擴展模、模墊、分流模和定型模等四部分組成，通過改變金屬的流動路徑，調整橫截面的流動阻力，使金屬流動趨于均勻。
[0049]連續擠壓過程中，鎂合金與金屬模具劇烈摩擦，產生的摩擦熱使合金溫度快速上升，在出帶口設置測溫裝置，溫度過低時，鎂合金塑性低，組織不均勻且表面質量差；溫度過高時，鎂板表面容易拉傷。選擇控制溫度為:300-450±10°C。另外，開始時摩擦熱不足以使鎂板達到設定溫度，因此需要預熱腔體，選擇預熱溫度300-500°C ;并且，整個連續擠壓過程中，腔體溫度實時檢測。
[0050]對于特定合金而言，擠壓速率是最重要的控制參數，擠壓速率過低時，摩擦熱不足，生產效率低；擠壓速率過大時，摩擦熱來不及散失，影響鎂板的性能和組織均勻性。因此，選擇擠壓速率為l-10m/min。
[0051]桿變成板的連續擠壓作為擴展過程，容易造成材料沿寬度和厚度方向流動不均勻，為此，對于寬規格鎂合金板，需要雙槽或多槽進料。
[0052]與熱軋開坯和雙輥連續鑄軋技術相比，連續擠壓鎂板晶粒明顯細化，織構減弱，有利于后續的溫軋工藝；另外，與傳統臥式擠壓技術相比，對于寬度較大的鎂合金板，連續擠壓不需要加熱原材料，成本降低30%以上。
[0053]通過連續擠壓技術，可以獲得厚度為2-10mm的鎂合金板。若需要生產厚度2mm以下的板材，需要利用溫軋技術。值得提及的是，由于上引鎂合金桿夾雜含量少，以及連續擠壓鎂板細晶、夾雜均勻分布的組織特點，溫軋工藝窗口較大，生產效率高，選擇軋輥表面預熱至150-300°C，鎂合金板在線補熱，軋制溫度為150-300°C，單道次壓下率為20-50%。這也是本發明所涉及工藝流程的優勢之一。
[0054]本發明的短流程制造鎂合金薄板的方法，主要由上引法連鑄鎂合金桿、連續擠壓鎂合金板、溫軋薄板等前兩工序或三工序組成，充分發揮上引法連鑄鎂合金桿夾雜含量少、適用于小直徑桿料生產的特點，且連續擠壓獲得的鎂合金薄板組織細化、夾雜物均勻分布，晶粒尺寸低于10 μ m,表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m，擴大了后續溫軋工序的工藝窗口并提高生產效率，最終獲得內部潔凈、組織細小、夾雜均勻分布的高質量鎂合金薄板。本發明方法流程短、投資低、生產效率高、成本低，可以實現鎂合金薄板的工業化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0055]圖1為本發明短流程鎂合金薄板的制造工藝流程示意圖。
[0056]圖2為本發明實施例1的連續擠壓獲得的鎂合金板宏觀照片。
[0057]圖3為本發明實施例1的連續擠壓獲得的鎂合金板顯微組織圖片。
[0058]圖4為本發明實施例2的連續擠壓獲得的鎂合金板經溫軋后的顯微組織圖片。

【具體實施方式】
[0059]下面結合具體實施例對本發明的技術方案進一步詳細描述。
[0060]本發明采用的短流程鎂合金薄板的制造工藝，如圖1所示，熔煉爐I中的鎂合金熔液經過水冷式上引連鑄結晶器2，制造出鎂合金鑄桿3，收卷機4轉盤；鎂合金桿經開卷機5放線后，校直輥6校直、磨光機7在線磨光、清洗槽8清洗、電磁感應爐或者電阻爐9預熱進入連續擠壓機腔體10，制造出鎂合金薄板11。
[0061]實施例1:
[0062]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱200°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑1mm,拉桿速率1.2m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后,收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、電磁感應電阻爐預熱350°C后進入連續擠壓機，單槽進料，擠壓機腔體預熱450°C ;擠壓速率5.5m/min,出帶口溫度控制在320±10°C，空冷。制造出的連續擠壓鎂合金薄板(寬度30_、厚度2_)宏觀照片如圖2所示；顯微組織如圖3所示。
[0063]由圖2可知,該2mm厚度的鎂合金薄板的宏觀質量良好,表面粗糙度(橫向)Ra低于 0.3 μ m。
[0064]由圖3可知,該2mm厚度的鎂合金薄板,鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于10 μ m。
[0065]實施例2:
[0066]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱220°C后逐步放至液面以下，液面下方80_位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm，拉桿速率1.0m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、電磁感應電阻爐預熱300°C后進入連續擠壓機，單槽進料，擠壓機腔體預熱400°C ;擠壓速率5.5m/min,出帶口溫度控制在360± 10°C，空冷，制造出寬度80mm、厚度1mm的連續擠壓鎂合金薄板。
[0067]經檢測，該1mm厚度的鎂合金薄板的宏觀質量良好,表面粗糙度(橫向)Ra低于
0.3 μ m ;鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于10 μ m。
[0068]實施例3:
[0069]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm,拉桿速率0.8m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后,收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、電磁感應電阻爐預熱300°C后進入連續擠壓機，單槽進料，擠壓機腔體預熱400°C ;擠壓速率4.0m/min,出帶口溫度控制在380± 10°C，空冷，制造出寬度160_、厚度8_的連續擠壓鎂合金薄板。
[0070]經檢測，該8mm厚度的鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于
0.3 μ m ;鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于10 μ m。
[0071]實施例4:
[0072]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm,拉桿速率0.8m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，單槽進料，擠壓機腔體預熱3500C ;擠壓速率4.0m/min,出帶口溫度控制在400± 10°C，水冷，制造出寬度160mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金薄板。
[0073]經檢測，該8mm厚度的鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于
0.3 μ m ;鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于10 μ m。
[0074]實施例5:
[0075]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm,拉桿速率0.8m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，單槽進料，擠壓機腔體預熱3500C ;擠壓速率4.0m/min,出帶口溫度控制在400± 10°C，水冷，制造出寬度160mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金板；軋輥表面預熱180°C，鎂板在線補熱，軋制溫度220°C，單道次壓下率30%，制造出厚度2_的鎂合金薄板，顯微組織如圖4所示。
[0076]由圖4可知,該1.85mm厚度的鎂合金薄板,鎂合金晶粒尺寸低于20 μ m ;
[0077]經檢測，該鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
[0078]實施例6:
[0079]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm,拉桿速率0.8m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，雙槽進料，擠壓機腔體預熱350 V ;擠壓速率4.0m/min,出帶口溫度控制在400± 10°C，水冷，制造出寬度160mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金板；軋輥表面預熱180°C，鎂板在線補熱，軋制溫度200°C，單道次壓下率25%,制造出厚度Imm的鎂合金薄板。
[0080]經檢測，該Imm厚度的鎂合金薄板，鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于20 μ m,該鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
[0081]實施例7:
[0082]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑20mm,拉桿速率0.8m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，雙槽進料，擠壓機腔體預熱3500C ;擠壓速率5.0m/min,出帶口溫度控制在400±10°C，水冷，制造出寬度350mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金板；軋輥表面預熱180°C，鎂板在線補熱，軋制溫度200°C，采用不等道次壓下率軋制，分別為50% -50% -25% -25%，制造出厚度Imm的鎂合金薄板。
[0083]經檢測，該Imm厚度的鎂合金薄板，鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于20 μ m,該鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
[0084]實施例8:
[0085]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱180°C后逐步放至液面以下，液面下方10mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在25±5°C ;鎂合金過熱度30°C，鑄桿直徑30mm,拉桿速率0.6m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，雙槽進料，擠壓機腔體預熱3500C ;擠壓速率3.0m/min,出帶口溫度控制在400±10°C，水冷，制造出寬度400mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金板；軋輥表面預熱180°C，鎂板在線補熱，軋制溫度200°C，采用不等道次壓下率軋制，分別為50% -50% -50% -25% -25%，制造出厚度0.5mm的鎂合金薄板。
[0086]經檢測，該0.5mm厚度的鎂合金薄板，鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于20 μ m,該鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
[0087]實施例9:
[0088]AZ31鎂合金熔煉、凈化、靜置；采用水冷式上引連鑄結晶器，石墨或鋼質模具，夕卜部有保護套，模具預熱300°C后逐步放至液面以下，液面下方130mm位置處可調；結晶器冷卻水溫可控，系統采用加熱和冷卻裝置，保持在20-30°C ;鎂合金過熱度40°C，鑄桿直徑30mm,拉桿速率0.7m/min ;鎂合金桿經過牽引機構、導輪架、雙頭撓桿機之后，收卷轉盤；鎂合金桿經放線、校直、在線磨光、清洗、直接進入連續擠壓機，雙槽進料，擠壓機腔體預熱3500C ;擠壓速率2.0m/min,出帶口溫度控制在390_410°C，水冷，制造出寬度400mm、厚度8mm的連續擠壓鎂合金板；軋輥表面預熱220°C，鎂板在線補熱，軋制溫度180°C，采用不等道次壓下率軋制，分別為50% -50% -50% -25% -25%，制造出厚度0.5mm的鎂合金薄板。
[0089]經檢測，該0.5mm厚度的鎂合金薄板，鎂合金晶粒細化，晶粒尺寸低于20 μ m,該鎂合金薄板的宏觀質量良好，表面粗糙度(橫向)Ra低于0.3 μ m。
【權利要求】
1.一種短流程制造鎂合金薄板的方法，包括如下步驟: 1)鎂合金熔煉、凈化、靜置，獲得鎂合金熔液； 2)上引法鑄造: 采用水冷式上引連鑄結晶器連鑄獲得鎂合金鑄桿；其中，該結晶器采用石墨或鋼質模具，且外部設有保護套，模具先預熱至100-30(TC后逐步放至液面下方50-150mm處，結晶器的冷卻水溫度保持在15-35°C ;鎂合金熔液過熱度為20-60°C，拉桿速率為0.2_2m/min，鑄桿直徑為10_30mm ； 3)連續擠壓: 鎂合金鑄桿經收卷、放線、校直、在線磨光、清洗后進入連續擠壓機進行連續擠壓，空冷后獲得厚度為2-10mm的鎂合金薄板；其中，連續擠壓時，擠壓機腔體預熱至300-500°C，腔體內由進帶口至出帶口方向依次設有擴展模、模墊、分流模和定型模，擠壓速率為1-1Om/min,出帶口溫度控制在300-460°C ； 4)將獲得的鎂合金薄板校直、平整、表面拋光、剪切成卷即可獲得成品。
2.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟3)中，清洗后的鎂合金鑄桿在連續擠壓前還經過預熱步驟，預熱溫度在400°C以下。
3.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟2)中，采用鋼質模具，模具預熱至200-300°C。
4.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟2)中，結晶器冷卻水水溫保持在20-30°C。
5.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟2)中，鎂合金熔液過熱度為30-40°C，鑄桿直徑為20mm，拉桿速率為0.5-lm/min。
6.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟3)中，擠壓機腔體預熱至350-400°C。
7.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟3)中，擠壓速率為 2_5m/min。
8.如權利要求1所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，步驟3)中，鎂合金板出帶口溫度為390-410°C。
9.如權利要求1-8任一所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，獲得的厚度為2-10mm的鎂合金薄板還經過溫軋步驟，溫軋時，軋輥表面預熱至150-300°C，鎂合金板在線補熱，軋制溫度為150-300°C，單道次壓下率為20-50%，獲得厚度為0.5_2mm的鎂合金薄板。
10.如權利要求9所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，溫軋時，軋輥表面預熱至180-220°C。
11.如權利要求9所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，溫軋時，軋制溫度為 200-280°C。
12.如權利要求9所述的短流程制造鎂合金薄板的方法，其特征在于，溫軋時，單道次壓下率為25-30%。
【文檔編號】B21B37/00GK104138924SQ201310163322
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月7日 優先權日:2013年5月7日
【發明者】梁高飛, 張永杰, 高加強, 王國棟, 宓小川, 楊旗 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司