一种镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统及其轧制方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统及其轧制方法，它属 于一种镁合金薄板轧制设备及其轧制方法。

背景技术

镁合金板带传统的轧制生产方式多为多道次连轧或单机架往复轧制，往复 轧制能够大大提高生产效率。然而全纵轧致使轧后镁板带表现出强烈的力学各 向异性，导致后续的深加工难以进行；现有学者研究出等径角轧制方法，该方 法是一种能实现连续剪切变形的轧制方法，能够使镁合金板材的晶粒取向由基 面取向转变为非基面取向，进而为镁合金提供更多的滑移系，能大大改善其塑 性变形能力。经等径角轧制后的镁板力学各向异性具有显著改善，然而由于镁 合金散热快，每道次轧制完成后都需回炉重新加热。同时由于等径角的特殊工 艺，无法实现连轧或可逆往复轧制，由此大大制约了等径角轧制的生产效率。 另外，镁板剪切变形过程中受到模具的滑动摩擦阻力会导致失稳起皱和裂纹的 缺陷，镁板受到模具单向弯曲，致使轧后镁板的残余应力分布不均，很容易出 现板形波浪等缺陷。

发明内容

本发明的目的是解决传统的轧制工艺存在的轧后镁合金薄板带力学各向异 性强、板形和边裂缺陷严重、成材率低及等径角轧制方法存在的生产效率低下 的技术问题，提供一种镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统及其轧制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统，它由两台开卷-卷取机、两台五 辊剪切弯曲大变形可调节装置、两台三辊矫直机、两台夹送辊装置和六辊可逆 轧机组成，第一台开卷-卷取机、第一台五辊剪切弯曲大变形可调节装置、第一 台三辊矫直机和第一台夹送辊装置依序设置在六辊可逆轧机的前边，第二台夹 送辊装置、第二台三辊矫直机、第二台五辊剪切弯曲大变形可调节装置和第二 台开卷-卷取机依序设置在六辊可逆轧机的后边，实现往复轧制镁合金薄板带。

所述两台开卷-卷取机、两台五辊剪切弯曲大变形可调节装置、两台三辊矫 直机、两台夹送辊装置和六辊可逆轧机均安装有温度加热和温度检测装置。

一种使用上述镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统的轧制方法，其首先通 过第一台开卷-卷取机将经罩式加热炉预热后的镁合金带卷打开，开卷后的镁合 金带卷通过第一台五辊剪切弯曲大变形可调节装置对板材厚度方向施加轧制前 的预变形，预变形的镁合金带卷进入第一台三辊矫直机进行矫直，矫直后的镁 合金带卷经由第一台夹送辊装置进入六辊可逆轧机进行轧制，轧制后的镁合金 带材经由第二台夹送辊装置送入第二台三辊矫直机进行卷曲前的再矫直，之后 进入第二台五辊剪切弯曲大变形可调节装置进行轧制后的再变形，最后进入第 二台开卷-卷取机进行卷取，当第一台开卷-卷取机卷径检测装置检测到剩余最后 2圈时，全线设备停止，开始反向运转，进行镁合金带卷的反向轧制，直到最终 完成成品轧制停机。

所述五辊剪切弯曲大变形可调节装置由可上下移动的二辊预变形单元和固 定的塔形三辊再变形单元组成，通过二辊预变形单元的上下移动调节剪切弯曲 变形的角度θ，θ的范围为90～120°。

由于本发明采用了上述技术方案，解决了现有轧制工艺存在的轧后镁合金 薄板带力学各向异性强、板形和边裂缺陷严重、成材率低及等径角轧制方法存 在的生产效率低下的技术问题。因此，与背景技术相比，本发明具有的优点和 进步是：

1)轧机前后布置的五辊剪切弯曲大变形可调节装置对板材施加轧制预变形 和再变形。该耦合变形方式能够有效诱导板材发生剪切变形拉伸孪生和动态再 结晶形核，有利于调控镁合金的组织和织构结构，达到弱化基面织构、细化晶 粒、降低各向异性和板形波浪，以及裂纹缺陷。

2)由塔形三辊再变形单元转动(板辊间为滚动摩擦)施加剪切变形，有效 克服了等径角轧制变形模具处因板辊间为滑动摩擦，导致薄板轧制出现失稳、 起皱和裂纹的缺陷。

3)塔形三辊再变形单元采用了多辊组合的塔形辊结构，解决了其刚度、强 度低无法采用轴承支承的结构问题。

4)五辊剪切弯曲大变形可调节装置有效克服了目前镁合金板材异步轧制因 辊速比匹配不合适而出现板面微裂纹缺陷、晶粒细化、织构类型转变及基面织 构弱化不足等问题。

5)本发明同时具备可逆往复轧制的高生产效率和等径角轧制的改善镁板各 向异性的优点而又克服了两种工艺的不足。实现了可逆往复轧制和等径角轧制 的统一，大大提高了轧后镁板性能和生产效率。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明五辊剪切弯曲大变形可调节装置结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本实施例中的一种镁合金薄板带耦合变形组合轧制系 统，它由两台开卷-卷取机1、9、两台五辊剪切弯曲大变形可调节装置2、8、两 台三辊矫直机3、7、两台夹送辊装置4、6和六辊可逆轧机5组成，第一台开卷 -卷取机1、第一台五辊剪切弯曲大变形可调节装置2、第一台三辊矫直机3和第 一台夹送辊装置4依序设置在六辊可逆轧机5的前边，第二台夹送辊装置6、第 二台三辊矫直机7、第二台五辊剪切弯曲大变形可调节装置8和第二台开卷-卷 取机9依序设置在六辊可逆轧机5的后边，实现往复轧制镁合金薄板带。

所述两台开卷-卷取机1、9、两台五辊剪切弯曲大变形可调节装置2、8、两 台三辊矫直机3、7、两台夹送辊装置4、6和六辊可逆轧机5均安装有温度加热 和温度检测装置。

一种使用上述镁合金薄板带耦合变形组合轧制系统的轧制方法，其首先通 过第一台开卷-卷取机1将经罩式加热炉预热后的镁合金带卷打开，开卷后的镁 合金带卷通过第一台五辊剪切弯曲大变形可调节装置2对板材厚度方向施加轧 制前的预变形，预变形的镁合金带卷进入第一台三辊矫直机3进行矫直，矫直 后的镁合金带卷经由第一台夹送辊装置4进入六辊可逆轧机5进行轧制，轧制 后的镁合金带材经由第二台夹送辊装置6送入第二台三辊矫直机7进行卷曲前 的再矫直，之后进入第二台五辊剪切弯曲大变形可调节装置8进行轧制后的再 变形，最后进入第二台开卷-卷取机9进行卷取，当第一台开卷-卷取机卷径检测 装置检测到剩余最后2圈时，全线设备停止，开始反向运转，进行镁合金带卷 的反向轧制，直到最终完成成品轧制停机。

上述五辊剪切弯曲大变形可调节装置2和8由可上下移动的二辊预变形单 元和固定的塔形三辊再变形单元组成，通过二辊预变形单元的上下移动调节剪 切弯曲变形的角度θ，θ的范围为90～120°。