镁合金宽幅板卷轧制技术

镁合金宽幅板卷轧制技术
  • 2020-08-12 15:41:50

镁合金宽幅板卷轧制技术

​​由于镁合金密度低、比强度与比刚度高,具有减震等优点,镁合金在车辆工业,电子工业、印刷工业、体育器材玩具制造业、航空、航天及国防工业具有广泛的应用前景。镁合金板(带)材是车辆轻量化的基础结构材料,是高技术含量、高附加值的产品,因此镁合金是国家鼓励的产业。

由于密排六方结构的镁及镁合金塑性变形最大障碍是室温滑移系少,宏观表现是塑性较差。室温时,镁晶体几何滑移系不能充分满足变形条件的要求,只有当温度升高到220℃以上时,镁合金才能获得较好的变形能力。因此在轧制镁合金板材时,热轧加工需要进行重复的加热。与挤压材和锻件生产相比,板材的轧制难度更大,因此,镁合金板材的价格居高不下,严重制约着镁合金板材的应用与市场开拓。开发高效经济的镁合金板带加工技术,实现镁合金板材主导生产技术的产业化,显着地降低镁合金板材的生产成本,扩大镁合金的市场和产量,已经成为行业共识。国家在“十一五”和“十二五”期间在解决镁合金板带材生产中的关键共性技术进行了大量研究,并取得了一系列进展。但总体上,目前镁合金板材产品与生产技术都亟待突破。

镁合金板带材生产技术简介

镁合金板材不仅生产工艺比较复杂,技术含量和附加值高,而且也是镁合金大量应用的重要方向。目前镁合金板材的生产有以下三种方法:铸锭开坯轧制法、挤压开坯轧制法和双辊铸轧法。挤压开坯法主要用于生产薄板,但板材的宽度受到限制。铸轧法是低成本镁合金板材生产工艺,但比铝铸轧困难,主要原因是分流困难,氧化夹杂难以控制,同时也存在合金元素偏析等问题,产品质量不如轧制法,且目前还处于探索阶段,要实现产业化还有很长的路要走,要实现宽幅板材的铸轧生产更是难上加难。铸锭开坯轧制法尽管是传统的镁合金板材生产方法,但优点是生产的规格多,不仅可以生产镁合金厚板,也可以进一步轧制成薄板,并且可以生产宽幅板材,而宽幅板材是镁合金应用最具战略意义的方面。但用该方法进行板材轧制成材率很低,造成生产成本很高,因此价格因素已经成为限制镁板应用的瓶颈之一。板材轧制低成材率不仅与镁合金塑性差有关,还严重依赖于板坯质量,即高质量板坯是提高镁合金板材质量与成材率的十分重要的因素。

目前镁合金板带材市场需求和规模化应用形成的发展趋势是宽幅化和低成本化。宽幅化是镁合金板材满足汽车等交通运输工业轻量化需要的基本条件,这有赖于宽幅板材生产技术与装备的进步;低成本化是镁合金板材可以与其它材料竞争的重要条件,这也同时要求生产技术与装备的革新。

为降低生产成本,发达国家都借鉴钢和铝合金的板带生产经验,采用大铸锭-轧制-带式法生产的工艺路线,来提高成材率和生产效率,以降低镁合金板材的生产成本。变形镁合金宽幅板材在生产过程中,应缩短工序流程,降低能耗、提高变形率,提高成材率。大规格板坯生产,低温大压下轧制和宽幅薄板温轧等技术的研发关键是相关设备的优化改进。其中,板型板厚控制、辊温控制、变形速率和变形量之间的协调控制技术,以及宽幅薄板的矫平和卷曲技术是重要关键。​​​​