新北镁合金板型号az31b镁合金板材

轧制是生产镁合金板材的主要方法。轧制用镁合金坯料可以是铸坯、挤压坯或锻坯。锭坯在轧制前需进行铣面，以除掉表面缺陷。对于塑性加工性能较好的镁合金而言，可以直接采用铸锭进行轧制，但为了提高其变形能力，在轧制前需进行均匀化或固溶处理，目的是使第二相充分溶解，合金的成分和组织更加均匀，从而减小轧制过程中因不均匀变形所导致的材料内部的附加应力。对于塑性加工性能较差的镁合金，铸锭直接轧制较为困难，此时可以采用挤压坯或锻坯进行轧制。轧制温度是镁合金轧制时重要的工艺参数。轧制温度对镁合金板材组织性的影响，其实质是通过对轧制时的塑性变形机制和动态再结晶过程的影响而实现的。当在较低的温度下进行轧制时，孪生是其中主要的塑性变形机制，形变组织中会产生密集的孪晶。此时因温度较低而不能发生动态再结晶，晶粒不能在变形过程中得到细化，结合后续的退火处理使其发生静态再结晶才能细化晶粒。热轧时，塑性变形在再结晶温度以上进行，在变形的同时伴随着再结晶的发生，初始的大晶粒可以通过再结晶而细化，使合金的力学性能提高。

压下制度是板材轧制制度核心的内容，直接关系着生产效率和产品质量。一般来说，镁合金的压下量分配主要取决于各种合金的加热温度及此温区内合金的强度和塑性指标、轧制速度、轧辊大安全负荷、轧辊直径大小等因素。道次压下量和总变形量均对镁合金轧制板材的组织和性能有很大影响。增大道次压下量和总变形量有利于细化晶粒，提高力学性能。但当压下量超过其临界变形程度时，在轧板表面或边部容易出现开裂现象。若轧制前板材内具有织构，则坯料的厚度对轧板的微观组织和力学性能也会造成一定的影响。其原因在于当坯料厚度不同时，轧板法向与轧制合力之间的火角也会有所差异，使各种塑性变形机制的作用发生改变。

镁合金板材虽然生产工艺比较复杂,但技术含量和附加值高,同时也是镁合金大量应用的重要方向和标志.目前,镁合金板材的生产主要有以下三种方法:铸锭热轧开坯法、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,但比铝铸轧难度要大得多,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,不具备产业化规模生产的条件,要实现宽幅板材的铸轧生产更是难上加难.铸锭热轧开坯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材,也可以进一步轧制成薄板材,并且可以生产宽幅板材,而宽幅板材是镁合金应用具战略意义的标志.但用该方法进行板材轧制的成品率低,生产成本高,价格因素成为限制该工艺生产镁板带材应用的瓶颈之一

镁合金板带材3种生产工艺流程及其特点:

(1) 双辊铸轧(或连铸连轧)生产工艺:熔炼→合金化→净化→分配器→铸轧→后续轧机温轧→剪切下料→矫直→精轧→精整→表面处理→成品包装.该工艺的优点是投资及生产成本低,生产工艺流程短,可低成本推广镁合金板带产品;缺点是镁合金板材成品宽度受到限制(一般在650 mm以下),产品组织性能不高、生产工艺不稳定、合金品种受限.适合于中小规模生产,产品适合中低端市场,以民用为主.

目前,利用该工艺生产的企业主要有山西闻喜银光、福州华镁、中铝洛铜等公司.在铸轧带坯后续生产方面,仍采用块式法温冷轧.

(2) 锭坯+挤压工艺+温轧生产工艺:该生产工艺的主要特点相比于热轧开坯来说,增加了挤压工艺过程,这有利于消除合金的各向异性、提高镁合金薄板带材的冲压性能.但因受设备与工艺的影响,其产品宽度受限(一般在600 mm以下),无法生产厚板材,生产成本较高且生产连续性不强,适合中小规模尤其是小规格镁合金薄板材的生产.

利用该工艺生产的企业主要有洛阳华凌镁业、山东华盛荣镁业等公司.

(3) 铸锭热轧开坯生产工艺:熔炼→铸造→铣面→均匀化→加热→热轧→剪切下料→加热→温轧→表面清洗→剪切下料→中间退火→精轧→成品退火→精整→表面处理→包装入库.该生产工艺的优点是能够生产出宽幅中厚板,组织性能较好,可以大规模连续化生产几乎所有品种的镁合金,产品覆盖高、中端市场;缺点是生产流程长、投资和生产成本相对高,较难实现低成本镁板材产品的推广应用,长规格铸锭由于轧制设备的限制无法实现换向轧制,镁合金板材尤其是薄规格冲压产品各向异性比较明显.

镁合金热轧开坯、温冷轧成卷技术的试验性轧制早出现在前苏联.1970―1974年,前苏联轻合金研究院曾研究了轧制镁合金带卷的可能性.开发了250 mm×850 mm的大规格铸造工艺,并在2 800 mm四辊轧机上经过11～15道次,热轧到6.0～7.5 mm厚,然后在1 200 mm四辊可逆温冷轧机上进行了带卷轧制试验.带卷加热到380～400 ℃,将一些低合金化的镁合金带材卷轧制到2.0 mm的厚度,甚至轧制到1.2 mm.

近年来,很多镁合金生产企业、科研机构、设计院相关技术人员都在考虑利用钢铁行业成熟使用的炉卷轧机,进行镁合金热温轧板带的卷式法生产,主要是考虑到炉卷轧机能够在加热或保温状态下实现热变形温度范围窄、轧制容易开裂金属的卷式法生产.而且一些生产企业已经在炉卷轧机上实现了有色金属板带,如钛及钛合金的试验性轧制及工业化批量生产.但截至到目前,世界范围内还未有以热轧开坯方式在炉卷轧机上实现热温卷式法轧制的试验、试轧或生产的实践和报道.而“炉卷状态”下温轧镁合金带材的试验、试制仅局限在来料为铸轧带坯时.

国内,重庆市应用技术有限公司和镁合金生产企业合作,利用300 mm×800 mm/650 mm×780 mm四辊不可逆简易炉卷轧机对双辊铸轧带坯进行热温轧制进行镁合金薄板带的生产,年产量约50 t.山西闻喜银光镁业集团利用在传统冷轧机组左右卷取机上加保温罩的方式,对该公司生产的600 mm宽度铸轧带坯进行温冷轧的加热减薄轧制.

在国外,美国法塔亨特公司2010年设计制造了一套类似于钢铁行业使用的炉卷轧机中试生产线,该公司和橡树岭国家实验室、英国伊利可创镁业公司进行合作,对镁合金板带进行热温轧卷式法生产,并实现了来料厚度12.7 mm以下、宽度250 mm以下的铸轧卷的试验性轧制.值得注意的是,该中试线核心部件左右卷取加热炉与钢铁行业大的不同是能实现整卷上、卸料,也就意味着加热炉罩和卷取机具备分离进而实现在/离线模式,其相关开卷取辅助设备也相对复杂.同时,法塔亨特公司认为,炉卷状态热温轧不仅适用于来料为铸轧带坯,也可以进行铸锭热轧开坯后的连续化卷式法生产,但公司并未进行该项工艺的实践