[发明专利]双辊连铸镁合金薄板的控轧方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金薄板的控轧方法及装置，更具体的是用双辊连铸与控制轧制联合工艺生产镁合金薄板的方法及装置。

背景技术

镁合金是最轻的实用金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、易回收等优点，在航空航天、通讯电子、汽车和家电等行业有越来越广泛的应用。镁合金的零部件，用板材通过弯曲、冲压、焊接等成型工艺来生产，具有成型效率高、生产规模大、可以生产薄壁零件的优点；生产的变形镁合金产品具有更高的强度，更好的延展性，可以满足各种结构件的使用要求，有更广泛的应用前景。

传统镁合金板材生产工艺采用半连续铸锭，需经过多次温轧-均质化处理才能生产出成品板材，生产工序复杂、成材率低、周期长、成本高。近年来已有多个专利提出新方法生产镁合金薄板。日本金属株式会社申请的中国专利，申请号02142584.1，热轧用镁合金板的制造方法及镁合金的热轧方法，采用浇铸50mm厚的平板型铸块再进行热轧的方法。蒂森克鲁伯钢铁股份有限公司也提出了相近的方法(中国专利申请号01817829.4)，上述方法均需要进行多个周次的再加热均匀化退火处理。澳大利亚联邦科学和工业研究组织申请的国际专利PCT/AU2003/001097采用水平式双辊铸轧法，铸板厚度为3-8mm，该专利中没有提到继续进行轧制加工进一步减薄。洛阳铜加工集团有限责任公司申请的中国专利，申请号200410090660.X公开了一种变形镁合金薄板带连续铸轧的方法，采用水平式双辊铸轧法，铸板厚度为4-6mm，然后在300℃用三辊轧机经过2个再加热退火周期轧成1mm的薄板。该专利并未提到进行横轧改善均匀性。

发明内容

铸轧法生产的镁合金薄带坯保留着铸态组织，需要经过进一步加工以改善其内部性能和表面质量。镁合金由于凝固过程中元素偏析和脆性相的存在，轧制前要进行均质化处理。对于铸轧的某些镁合金牌号，进行适当的均质化处理是必不可少的。采用中间分段单片式生产镁合金板而不是全连续生产具有设备简单，生产组织柔性大，容易实现规模化生产的特点。另一方面，镁合金在铸轧过程中，由于有轧制和定向凝固的作用也会形成具有一定方向的板织构，有时沿铸板长度方向上会形成一些横向上的微裂纹，一般裂纹的深度在50-150μm。只沿着一个方向的轧制很容易加强轧板的各向异性，或产生扩大铸板横向裂纹的趋势，横轧变形对保证成品板的均匀性是必要的。

本发明提供了用双辊连铸与控制轧制联合工艺生产镁合金薄板的方法及装置，通过双辊铸轧生产热带坯，而后紧接在线控制温度和变形轧制，生产具有良好成型和二次加工能力的镁合金薄带。

用双辊连铸与控制轧制联合工艺生产镁合金薄板的关键就是整个生产过程中温度和变形行为的控制。镁合金由于其密排六方结构，常温下塑性变形能力较差，需要控制在一定温度范围内进行变形加工。在热轧和温轧过程中，微观组织晶粒被破碎，同时由于回复和再结晶使晶粒长大，晶粒减小程度同时受到轧制温度，变形程度和轧后回火温度及时间的影响。温度过高，高温下易于氧化，轧后晶粒由于再结晶而容易长大；而温度过低，塑性又不好。另一方面当晶粒减小到一定程度以后，由于变形机制的改善，适合轧制的温度可以进一步降低。通过合理控制各道次轧制温度，在不影响塑性的条件下，可使再结晶得到抑制，减小产品晶粒尺寸，提高镁板的二次加工性能。

用双辊铸轧薄带坯进行在线轧制生产镁合金薄板时，首要的是控制铸轧带坯内部组织以及析出物的形态，而后控制好薄板进入轧辊辊缝的温度，其次是控制合理的变形率，变形速率和变形方式，接下来要保证薄板具有良好的表面状态。在本申请人以前公布的中国专利申请中(专利申请号200610045757.8)和日本专利(特願2006-103690)，公开了一种在线油浴热处理双辊铸轧的方法和装置，提供了良好的控制铸轧薄带坯温度和表面状态的方法。本专利基于以前已申请的专利基础上，利用双辊铸轧法生产金属薄带坯，而后接在线控制轧制，通过控制铸轧板带坯的温度、下部工序中的轧制变形量和变形方式，生产具有良好成型和二次加工能力的镁合金薄带。

本发明提供的双辊连铸镁合金薄板的控轧方法包括以下内容：

a.采用双辊立式薄板铸轧机，熔化的镁合金溶液在一体化铸轧机中直接浇注凝固成形。液体金属浇铸到由两个对向旋转的轧辊和侧封板组成的铸轧区，液态金属接触轧辊并开始凝固，当凝固层厚度大于轧辊辊缝厚度时，铸板在凝固过程中伴随着轧制加工并随着轧辊的旋转脱离轧辊，形成铸轧板材。