[实用新型]一种自动化轻金属复合板材的轧制成型设备

说明书

本实用新型是一种自动化轻金属复合板材的轧制成型设备，包括安装底座1、物料承载台2、自动送料装置3、自动铆接装置4、加热与轧制一体装置7和复合板材收料槽6；自动送料装置3贯穿整个轧制成型设备，物料承载台2固定安装在安装底板1上，自动铆接装置4在加热与轧制一体装置7的左侧；加热与轧制一体装置7通过物料承载台2与自动铆接装置4相连接；复合板材收料槽6在加热与轧制一体装置7的右侧，收料槽6安装在安装底座1上。本实用新型提出了一种自动化轻金属复合板材的轧制成型设备，解决复合板材在传统轧机成型过程中存在的板材错位严重问题、轧制机复杂工序繁琐问题以及人工化耗费时间长等问题。

技术领域

本实用新型属于机械领域，尤其涉及一种自动化轻金属复合板材的轧制成型设备。

背景技术

对于轻金属而言由于其室温塑性一般较差，故在制成复合板材时一般采用加热手段使得轻质金属软化，从而再进行复合处理可得到复合板材。目前，对于轻金属复合板材的制备主要利用爆炸复合装置或热轧机进行复合。对于爆炸复合装置而言，由于其利用炸药爆炸产生的高压冲击波形成复合板，因此爆炸复合装置一般均需要在室外进行，危险性较高，故很少采用。对于热轧机而言，利用热轧机产生的轧制压力使得预先在热处理装置中预热的金属板材发生严重的塑性变形，从而使得板材接触面形成结合点，得到复合板材。相比爆炸复合装置而言，热轧机稍显安全且有效、板材厚度以及尺寸可控性好，因此，绝大多数复合板材均采用轧制机来生产。但是，目前传统热轧机的加热装置与轧制装置是分离的，这使得将板材加热后在转移至轧制处的过程中温度损耗过大，轧制变形变得困难甚至出现开裂。并且转移过程中板材表面早早被氧化，同时复合界面也将受到氧化层影响结合性下降。另一点在于，复合板材轧制过程由于存在一定的横向剪切力，板材之间容易发生错位复合板成品率较低。其次，传统热轧机在转移过程中，多使用人工转移增加安全隐患且人工速度较慢生产效率低。由此可见，设计并制造一种集板材固定装置、加热装置以及轧制装置为一体的自动化轧制成型设备显得非常有必要。

现有的技术方案有以下两种，都存在一定的缺点：

（1）固液铸轧技术

固液铸轧法是指将一种金属在熔炼炉中加热熔化形成熔融金属，随后通过转移将其放置在固液铸轧机的液态金属储藏室中，待到熔化金属慢慢凝固至半凝固状态时，开放储藏室下方漏斗利用重力作用半凝固金属将以一定的速度流至轧机口与此同时将另一种金属板材也放置在轧机口，运转轧机辊轮即可将半凝固金属覆盖到另一种金属表面，从而得到复合板材。2019年兰州理工大学的杨世杰（杨世杰. 固-液铸轧AZ31B/A356复合板微观组织及力学性能研究[D].兰州理工大学,2019.）将铸轧法运用到镁/铝复合板的制备中，成功制取AZ31B镁合金与A356铝合金复合板并研究铝合金表面覆盖温度对界面组织结构的影响，研究表明，覆盖温度为640℃，复合板材综合力学性能最好，其剪切强度达到最大值为108MPa。

固液铸轧技术首先要将某一种金属加热熔化其温度较高资源浪费严重。其次液态金属的转移过程危险性大。最后，最重要的一点由于半凝固金属温度过高会导致与之接触的另一种金属面组织晶粒严重粗化，同时铸轧法对半凝固金属流速难以达到精确控制，因此复合板厚度均匀性控制也较为困难。

（2）传统热轧技术

传统热轧技术是指将原始金属板材先在热处理炉中加热至轧制温度保温一段时间后，随后将软化后的金属板材人工转移至轧制机处开启轧机可获得复合板材。

传统热轧技术加热与轧制装置分离导致工序繁琐且需要大量人工辅助造成生产成本提高。其次，在轧制过程中存在一定的扭转使得上下板错位导致复合板边侧组织成分不均匀，造成板材利用率低。目前也有将上下板材利用人工焊接或铆接进行固定，使得消除上下板材错位，但是这种人工手段难以在大规模生产中利用起来，而且人工焊接或铆接接口质量较差、危险性高。

实用新型内容