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镁合金板带生产应用现状与发展前景

发布时间:2018-02-05 13:36 作者:-1 来源:未知 点击: 字号:

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  导读:考虑目前镁合金板带的现状和成长趋向,出产线工艺设想单元和加工企业应将镁合金板带材产物的产物方案、现实出产和供应进行合金品种、产物规格形态、概况质量和力学机能进行多样化和分级差同化,同时按照金属特征采用和铝、钢等金属复合的形式来改变目前镁合金板带材单一材料成品的现状,进而鞭策镁合金板带材更好的进行市场推广和使用,同时提超出跨越产企业的经济效益;

  比来,美国汽车工程师学会发布了平易近用飞机座椅的机能尺度C版文件,并将B版尺度中“不得利用镁合金”的要求点窜为“镁 合金能够正在飞机座椅项目中利用,只需颠末测试和满脚美国联邦航空局消防的燃烧机能要求”。

  以上短短一句尺度要求的变化,对于金属镁出产和加工企业特别是平易近用飞机座椅行业来说,倒是一个主要的里程碑,但同时也申明了正在鞭策镁合金加工材的市场使用方面,科研机构、出产企业、行业协会等多方所付出的庞大勤奋和艰辛过程。

  同样,做为变形镁合金最具代表性的加工材产物-镁合金板带材及其成品,正在10多年前就遭到了行业协会、科研机构、出产企业、交通运输和电子产物等行业的注沉和鼎力推广使用,这无力的推进了其根本研究和出产工艺的开辟、出产线的扶植、工业化的批量出产。但截至目前,国内以各类工艺手艺所出产的镁合金板带材的现实产量还不到2000t/a,这虽然比10多年前几十吨的年产量提高了数十倍,成效光鲜明显,但相对于国内原镁年产量已跨越800kt来说,所占的比例还远远不敷。

  同时,国内镁合金板带材的年产量比拟于钢铁板带材超亿吨、铝及铝合金板带材超万万吨、铜及铜合金板带材超百万吨、罕见金属的钛及钛合金板带材超万吨的年产量差距也较为较着,其年产量根基和罕见小金属钼及钼合金板带材的年产量不异。

  镁合金板带材的现实年产量和市场供应量不只取原材料、出产成本、工艺手艺、市场需求量、产质量量和价钱等要素相关,也取科技和社会成长程度、客户和市场的认知和承认程度、板带材产物的现实深加工手艺和现状、配备制制业成长程度等客不雅要素互相关注。就目前来说,镁合金板带材正在工业化合金品种、出产手艺、市场使用、研究开辟、工艺数据等方面同钢铁、铜铝等有色金属还存正在较大差距,仍处于规模开辟取市场使用的初级阶段。

  跟着出产工艺手艺的前进和冲破、产质量量和性价比的不竭提高、以航空航天和交通运输范畴为代表的材料轻量化的现实需求特别是“中国制制2025”规划的实施,做为具有密度小、比强度和比刚度高、导热和散热机能好、屏障和抗振机能好特点的镁合金板带材必然会阐扬出其劣势,期近将到来的“十三五”期间实现其本身价值、特有使用和规模化材料替代,其专业化出产设备和出产线的扶植、工业化批量出产和使用也将会送来一个高峰。

  镁合金板带材的出产使用起始于上世纪30年代的美国和。目前,国外镁合金板带材的出产和使用次要集中正在、俄罗斯、美国、英国、日本、韩国、乌克兰、土耳其、挪威等国。

  国外镁合金板带材的出产工艺流程次要有双辊铸轧供坯法、铸锭热轧开坯法、挤压法等。此中双辊铸轧法最早起始于上世纪80年代的美国道屋化学公司,随后全世界很多国度和机构竞相操纵该工艺进行研发和工业化出产。目前,国外铸轧出产线比力有代表性的有韩国浦项600mm、1800mm出产线mm出产线mm出产线、蒂森克虏伯MgF公司700mm出产线mm连铸连轧出产线mm出产线mm出产线mm,然后进行卷式法或块式法的后续温冷精轧,一般的合金品种经温冷精轧后的厚度可低至0.5mm。

  双辊铸轧法工艺出产的镁合金卷坯一般需要进一步轧制才能其组织和分析力学机能及格,同时温冷轧至方针厚度构成薄板带产物(凡是厚度正在0.5~2mm),方针市场次要是汽车、电子产物和其它平易近用范畴。

  蒂森克虏伯MgF公司铸轧卷坯经离线℃后正在温冷轧机长进行带式法精轧,精轧过程中带卷不进行加热或补温(带卷依托轧前的加热余暖和道次变形热以及轧辊的温度来满脚轧制变形温度的需求),轧制过程中采用石墨乙烯等工艺润滑介质,精轧速度最高达300m/min,其出产效率、产能、成品率都获得无效的提高。图2所示是MgF公司镁合金薄板带的部门使用范畴和成品(其产物次要用于汽车和高铁范畴,其次为电子产物外壳和日常家用成品)。据悉,宝马3系座椅靠背、奥迪A8和公共POLO车门内板、梅赛德斯奔跑轿车顶板、法国高铁的座椅靠背等均已利用了由蒂森克虏伯MgF公司供给的厚度正在1.5~2mm之间的镁合金薄板。

  韩国浦项钢铁公司是世界最大的钢铁企业之一,其正在10年前就已涉脚镁合金轧制范畴,所利用的出产工艺也次要为双辊铸轧。2007年,浦项公司扶植的年产3000t的600mm幅宽铸轧出产线投产,产物次要用于冲制笔记本电脑和手机外壳。为了扩大镁合金薄板的使用,浦项公司2011年又规划扶植了年产10000t、幅宽达2000mm的铸轧出产线,并打算取伊利科创公司进行合做,开辟次要用于家用轿车钣金件为从的交通运输行业用镁合金板带材。目前,浦项公司已和韩国现代、韩国起亚、日本本田等汽车厂家告竣了供货意向和谈。

  2010~2012年,蒂森克虏伯、韩国浦项、英国伊利科创这3家国外最具代表性的镁合金板带材出产企业签定和谈,结合进行汽车工业用镁合金板材的出产和发卖。

  国外以铸锭热轧开坯或挤压法出产的镁合金产物形式次要是中厚板(厚度一般正在4~6mm以上),产物次要使用正在航空航天和军事配备范畴(如美国和俄罗斯以热轧开坯法出产的镁合金板材均用于军工出产)。美国二和期间的B-36轰炸机(见图3所示)正在总沉约163t中有5.6t是利用的镁合金板材。正在Condor飞机上利用的总沉650kg的镁合金中,有500kg是镁合金板材。Vanguard、Jupiter、Polaries、Thorable Star等火箭和Titan、Atlas、Agena等近程弹道导弹都利用了道屋化学公司出产的镁合金板材。美国五角大楼正在2012年也提出了制定镁合金正在陆地、空中交通、人体及拆甲灵活设备中的近景规划。

  比拟于国内镁合金板材正在航空航天、军事配备范畴次要使用正在导弹和火箭的仪表舱壁板、肋板和隔板、导弹和飞机的尾翼、和役机副油箱及衬板等简单的、非受力或次承力的布局件上,国外正在大型、复杂、承力等布局件上也起头利用了镁合金板材。

  正在美国Brooks and Perkins 公司镁板轧制厂有一条“1+3”式的热连轧出产线,次要以大铸锭热轧开坯、后续热温连轧的体例进行镁合金板带材的出产,热连轧出产线能够充实操纵镁合金板带材轧制过程中温降小的特点,出产节拍快、产能高。据悉,该出产线mm以上的中厚板,不进行成品卷取或后续带式法轧制。

  正在日本,也有以热轧开坯体例进行镁合金板材出产的专业化出产线,出产体例为块式法,产物次要为中厚板,部门精整设备、退火设备、概况处置设备的设置装备摆设还没有我国国内部门镁合金板材出产线齐备。

  美国道屋公司不只最先辈行了镁合金板带双辊铸轧的出产,其和一些公司也最先以挤压法进行了镁合金板材的工业化出产。二和后,道屋公司把为镁工业设想制制的其时世界上最大的14000t挤压机搬到美国,安插正在其变形镁合金出产线上。

  目前,国外以挤压法进行镁合金薄板出产的国度次要为和日本。如史多飞公司已正在中国扶植了合伙公司,以挤压法、块式法、持续化、批量化进行镁合金板材的低成本出产,其产物次要方针市场是以家用轿车为代表的交通东西上,目前产物已工业化供应给欧宝等汽车公司。日本三协铝业公司目前已实现批量出产幅宽跨越300mm,最薄0.7mm的镁合金挤压薄板,值得一提的是,该公司除了正在锻制手艺和挤压手艺方面进行立异外,正在产物出产模具方面也进行了有针对性的研制。该公司镁合金薄板产物市场次要是以手机、数码相机和笔记本电脑外壳为代表的3C电子产物范畴。日本公司正在挤压法出产镁合金板材的工艺和手艺配备中,也以出产持续化、低成本化为特征。因为出产设备持续化共线安插,因此其挤压板坯能够实现正在线分切、正在线概况清洗、正在线矫曲剪切和最终的概况处置、成品包拆,这不只实现了机械化、从动化和持续化,最次要的是降低了镁合金薄板的出产成本,提高了产物的市场所作力。还有一些日本企业利用厚度正在0.8~2mm、宽度300~800mm的挤压坯料进行温冷轧,可间接轧至0.5mm厚度以下获得薄板产物。

  按照不完全统计,国外镁合金板带材专业化出产线万t/a,目前还次要以小规模化、小批量化、块式法出产体例为从,出产线也远没有达到现实产能。国外镁合金板带材产物的规格和供货形式如下:

  除了以上最大宽度和最大长度外,尺度宽度系列还有:915mm,1220mm,1245mm,

  正在镁合金板带材的出产体例、工艺手艺、加工设备、出产线的扶植等方面,国外有以下几个最新特点和成长趋向:

  (1)板带材宽幅、超薄、高速、立式和强制平均化铸轧手艺取设备的工业化开辟;

  (2)板带材铸轧和后续温冷轧、精整等设备共线安插进行持续化工业批量出产;

  (3)镁合金平面板或凹型板材间接热温冲锻制成电子产物等外壳件的规模化出产;

  (4)镁合金板带材轧制用准“炉卷轧机”出产线的开辟取工艺设备的推广使用(见图4和图5的国外专利手艺示企图)。

  图5所示为美法律王法公法塔亨特公司专利示企图:镁材辊轧机。该专利的次要特点是:通过对来料为卷材的坯料进行开卷和正在线加热后进入轧机和摆布卷取加热炉进行来去持续轧制。轧制竣事进行空气快速冷却后进行成品卷取。别的,通过对出产线的恰当调整能够实现以热轧开坯进行炉卷形态下的带式法出产。目前,该专利由法塔亨特等公司合做进行了中试化小规格产物的成功试出产。其最终方针是出产幅宽跨越2000mm的贸易化镁合金板带材。

  从2013年起,国内钢铁巨头宝钢集团就启动了铝、镁、钛等有色金属材料的研发,而且起头推进包罗“从钢铁到材料”为内容的计谋转型。2015年6月,宝钢集团、北汽集团和山东华盛荣镁业公司进行计谋合做,规划打制以汽车和轨道交通用镁合金材料的出产制制和研发。

  别的,首钢、鞍钢、太钢等大型钢铁结合企业也正正在调研或规划,预备进军以镁合金为代表的轻质有色金属材料的研制开辟、出产线扶植、工业化出产。做为变形镁合金最具代表性、最具手艺含量、最具工业化出产、最具市场成长规模化使用的加工材产物-镁合金板带材将最先有可能被以上钢铁企业所青睐,钢铁企业的人才、手艺、出产、办理、投资等模式也将无效提高和推进镁合金板带材的工业化出产取使用。目前,个体大型钢企已起头委托专业设想院进行镁合金板带扶植项目标可行性研究阐发或规划。

  目前,以镁合金加工企业、原镁出产、航空航天或交通运输等行业企业、大学和科研单元、央企等投资方合做扶植的镁合金板带材出产线已正在河南洛阳、河南鹤壁、陕西西安、陕西榆林、山西运城、沉庆、江西上饶、山东菏泽、、贵州六盘水、白山、鄂尔多斯600295股吧)、湖南常德等地起头实施或进行规划。

  因为镁合金板带材市场需求量的不竭提高,其前景也很是看好,因此做为新中国第一家扶植的铝镁合金加工场即东北轻合金加工场(现正在的中铝东轻)正在时隔40年后的2015年再次进行镁合金锻制方形锭坯的批量试出产(东轻公司是国内最早操纵铝板带轧机进行镁合金板材出产的企业)。

  原洛阳铜加工场(目前分为中铝洛铜和洛铜集团)是国内最早进行镁合金板带专业研发和出产的企业,一曲到上世纪末,中国可出产镁合金板带的企业仅此一家,为中国国防军工和国平易近经济的成长做出了主要贡献(镁合金板带材累计出产量跨越了1万t)。目前,虽然国内以轧制法进行镁合金板带出产的企业和出产线不竭建成,但这些企业和出产线的产物品种、工艺手艺、合金数据、产物施行的国度尺度等,或多或少的都源自于洛铜铝镁板带分厂出产线。到目前为止,中铝洛铜仍是国内独一具备供给军事工业用镁合金板带材的企业。

  比来,中铝洛铜正打算操纵其搬家的机遇,对原有镁合金板带材出产线的工艺设备进行全体升级和完美,正在进一步加强其军工用镁合金板材研发和出产的劣势外,预备工业化进入市场潜力大但又对性价比要求较高的平易近用镁合金板带材的出产范畴,最终是将其镁合金板带材出产线打形成为中铝公司镁合金板带材研发和出产。

  别的,洛铜集团正在其原铝镁板带分厂出产手艺和人才根本上,扶植了洛阳铜麒镁业无限公司,现已试出产出幅宽近1000mm的铸轧带坯。2012年6月,“洛铜集团宜阳财产园”项目正式开工扶植,该项目正在镁合金板带出产工艺流程方面规划齐备,中厚板材操纵铸锭热轧开坯法进行出产,薄板带材操纵铸轧体例供坯然后再进行后续卷式法温冷轧,出产线t/a,镁合金板带材产物的最大幅宽跨越了2000mm。洛铜集团预备将该项目扶植成为河南省镁及镁合金板带材加工。

  目前,已建成的国内镁合金板带专业化出产线或出产企业包罗:中铝洛铜铝镁板带分厂,山西闻喜银光镁业集团公司,河南洛阳华凌/鑫友镁业无限公司,山东华盛荣镁业科技无限公司,辽宁营口银河镁铝合金无限公司,江苏南京宝奇镁业科技无限公司 ,沉庆奥博铝材制制无限公司(原镁合金板材出产线),南京云海特种金属无限公司,山东银光钰源轻金属细密成型无限公司,河南宇航金属材料无限公司等。以上镁合金板带材各出产线t/a之间不等,受市场要素的影响,目前单个出产线t/a。

  以铝板带、钛板带等企业或出产线辅帮性进行镁合金板带出产或试轧的企业包罗:西部钛业无限义务公司,宝钛集团,西南铝业集团无限义务公司,等。

  目前正正在规划或扶植中的镁合金板带专业化出产线项目包罗:洛铜集团宜阳财产园镁合金板带项目,陕西绥德臻梦镁合金公司板带材项目,湖南澧县镁合金板带材项目,陕镁集团榆林镁合金轮回经济财产镁合金板带项目,山西闻喜银光镁业公司宽幅镁合金汽车板项目,鹤壁市镁合金板带项目,江西上饶中镁轻合金公司镁合金板带项目,中国镁合金国际财产园板带材项目,福建华镁公司镁合金板带项目,西安中能蛟大航天镁业公司镁合金板带项目,洛阳铜麒镁业公司镁合金板带项目,沉庆奥博公司新上镁合金板带项目,湖南常德镁合金板带项目,稀镁科技公司镁合金深加工项目,鄂尔多斯金瑞镁业公司镁合金板材项目,广东金镁镁业镁合金财产园板带材目,深圳新星化工冶炼材料公司镁合金板带项目,河南明镁镁业板带材出产扶植项目,福建武平坤孚镁合金板带出产线项目 ,沉庆使用手艺公司镁合金板带项目,以及四川、贵州、等省份的镁合金板带才加工扶植项目。以上规划和正在建项目标工艺流程次要为铸锭热轧开坯和铸轧供坯体例,设想年产能正在千吨至十万吨之间不等(一般一期产能正在3000~5000t/a)。

  国内对镁合金板带进行研究、试验或财产化的大学、工程核心、科研院所包罗:沉庆国度镁合金材料工程手艺研究核心,上海交通大学轻合金细密成型国度工程研究核心,科技大学高效轧制国度工程研究核心,科技大学新材料手艺研究院及材料科学取工程学院,工业大学,轧制手艺及连轧从动化国度沉点尝试室及材料科学取工程学院,沈阳中科院金属研究所,中铝郑州轻金属研究院,中色科技股份无限公司(原洛阳有色金属加工设想研究院)及其控股的姑苏有色金属研究院,西北工业大学凝固手艺国度沉点尝试室,有色金属研究总院,以及大学,大学、大连理工大学、辽宁科技大学、河南科技大学、太原科技大学、西安理工大学的一些院系和工程核心等。

  正在以上建成投产或辅帮性出产线(包罗试验或财产化出产线)的设备设置装备摆设方面,次要设备有双辊铸轧机、挤压机、铸锭锻制设备、热轧机、温冷轧机,以及加热和精整设备如:加热炉、补热炉、退火炉、矫曲机、清洗机、砂光机、锯床和剪切机等。目前,国内镁合金板带出产存正在企业规模不大、结构分离的特点,一些大型国企对于镁合金板带也是辅帮性的出产。正在出产工艺设备方面,多利用钢铁、铝、钛板带的加工设备,专业化的出产设备少。一些企业以至没有专业化的概况清洗、精整、热处置、概况处置等设备。图6所示是部门专业化出产镁合金板带材企业的次要轧制设备。

  正在镁合金板带材产物规格方面,目前热轧厚板的最大宽度正在2500mm摆布,最大厚度跨越了100mm,正在热轧机上可持续轧制的最小厚度正在3mm摆布。后续温冷精轧的镁合金薄规格板带材产物,可工业化批量出产的最小厚度正在0.4mm摆布(0.2mm厚度次要用于科研讲授的纯镁带除外),试验开辟性轧制的最薄厚度正在0.035~0.05mm,最大宽度接近1600mm(对应厚度正在1~3mm)。值得一提的是,辽宁营口银河镁铝合金无限公司操纵其宽幅1725mm四辊热轧机和1650mm六辊温冷轧机持续进行轧制实现了宽幅薄板带材产物的最终成卷,最大卷沉可达1t。

  目前国内双辊铸轧出产线可工业化根基不变出产镁合金带坯的宽度正在600mm摆布,厚度一般正在5~7mm,卷沉正在几百公斤不等。而以挤压法进行镁合金板材出产的厚度一般正在2~18mm,宽度正在600mm以下(600mm宽度以上的镁合金挤压板正在目前国内现有的挤压机上难以出产)。

  目前,以铸锭热轧开坯法出产镁合金板带的工艺次要是以块式法进行,块式法正在出产4~6mm厚度以上的镁合金宽幅中厚板材时其劣势较着,也能够说是独一的出产体例。但操纵块式法出产薄规格(特别是0.4~2mm的厚度)镁合金板材时存正在出产持续化程度低、产质量量低、出产成本高而且成品率低,使得其市场售价过高,产物的市场推广和使用存正在必然的坚苦。

  镁合金板带材市场需乞降规模化使用构成的成长趋向是宽幅化和低成本化。宽幅化是镁合金板带材满脚航空航天和汽车等交通运输工业轻量化需要的根基前提,低成本化是镁合金板带材能够取其它材料合作的主要前提。

  因为以卷式法出产镁合金薄规格板带具有出产持续化程度强、产物尺寸公役波动小、易于实现从动化节制、成品率高、出产成本低以及可大规模进行工业化出产及市场推广使用等光鲜明显长处,因此,镁合金板带的卷式法出产成为目前国表里镁合金加工行业研发和出产的热点。国内也有多个企业正正在规划和实施以镁合金板带材卷式法出产为特征的大型工程项目。

  宽幅薄规格镁合金板带材产物的使用次要方针市场为交通运输范畴,该范畴宽幅产物的宽度规格有4个阶梯,别离是1200mm,1500mm,1800mm和2100mm。虽然以双辊铸轧供坯+卷式法温冷轧(不变出产工艺难度大)可以或许获得如上所述的宽幅、低成本产物,但目前国内工业化双辊铸轧所供的坯料宽度不到800mm,国外虽然报道有1500~1800mm幅宽的镁合金板带铸轧出产线,但还没有实现规模出产和市场供货。

  针对以上环境,近年来良多镁合金出产企业、科研机构等相关手艺人员都正在考虑操纵钢铁行业成熟利用的炉卷轧机进行镁合金热温轧板带的卷式法出产,此次要是考虑到炉卷轧机可以或许正在加热或保温形态下实现对热变形温度范畴窄、轧制容易开裂金属的带式法出产。例如由中色科技股份无限公司设想的中铝沈阳有色金属加工无限公司钛镍加工材项目,其板带车间热轧工程就选用了炉卷轧机,次要用于钛及钛合金板带材以及不锈钢的出产。中铝沈加公司炉卷轧机手艺参数为:辊系规格为820×2050/1650×1780mm;最大轧制力为60000kN;最高轧制速度为540m/min;铸锭规格为150~250mm厚,850~1560mm宽,1800~5000mm长,最大锭沉为12t;产物规格板材为3~60mm厚,850~1560mm宽,4000~12000mm长;带材规格为3~6mm厚,900~1560mm宽。

  可是,分歧于钢铁和钛及钛合金板带用炉卷轧机,若是要轧制镁合金板带材,必需针对镁合金的变形特征进行工艺和设备的特地设想,特别是需要留意以下几点:

  (1)分歧于钢铁、钛带材厚度正在25~30mm以下即可实现热形态下卷取,进而满脚出产线短流程安插下的带坯炉卷热轧。即便正在不考虑对应料卷卷径的环境下,镁合金板带正在热形态下(温度≥~380℃)的卷取最大厚度为10~12mm,正在温形态下(220~380℃)的卷取最大厚度为6~8mm,常温形态下的卷取最大厚度为2~2.2mm。若是按照工业化、持续化、不变化的进行规模出产,其对应温度形态下的最大卷取厚度会进一步降低。因此,若何按照卷取温度、卷取厚度、温降环境等要素来制定产物方案、铸锭规格、带坯及成品厚度及卷径,并正在此根本上确定炉卷轧机出产线的设备设置装备摆设(包罗正在线补热炉等)就显得很是主要;

  (2)炉卷轧机因为带材正在卷取炉内的多次反复加热、保温以及来去高温轧制、料头料尾无法进入卷取炉等本身工艺特点,存正在着固有的高穿带变乱率、较多的二次氧化皮、料头料尾废品率高档问题,这也间接影响着轧机的出产效率、功课时间,特别是容易导致轧制失败和出产成品概况质量不高档问题。对于塑性变形能力不高的镁合金板带材来说,其相关问题表示得更为较着,这正在炉卷轧机出产线的工艺和工程设想、设备开辟以及现实出产中值得沉点关心和处理;

  (3)钛、镍等有色金属板带材的金属热加工性质和出产工艺雷同于钢铁(特别是不锈钢和微合金钢),其能够操纵钢铁行业所利用的炉卷轧机来进行出产。取之分歧的是,镁合金板带必需操纵针对其出产工艺要求所开辟研制的公用“炉卷轧机”或“类炉卷轧机”,这特别表现正在摆布卷取加热炉的设想、卷取和正在线整卷的上卸料工艺设备设想、机组线上的补热和保温安拆的设想、特用的工艺润滑和轧辊控温系统设想、对辊缝进行公用介质的灭火系统设想、正在线边部剪切和清理设备的设想、轧制线上板带材热温形态下的概况氧化等缺陷层的正在线去除工艺设备设想、热温轧过程中的辊面和板带材之间的粘接处置系统设想等。

  图7所示为钢铁行业、钛及钛合金板带出产范畴所利用的炉卷热轧机及其焦点部件卷取加热炉的工程图示。

  图8形式的“1+1”双机架炉卷轧机出产线其工艺及设备设想需要留意以下几点:

  (1)序号为1和13的铸锭加热炉和卷取加热炉的加热介质晦气用煤气或天然气而应为电阻加热,加热体例也不克不及为间接辐射而应采用预热后的热空气进行吹入炉内强制轮回加热,同时,坯料应尽可能正在性氛围下进行加热;

  (2)序号为2和12的除氧化皮安拆其设备设想应采用机械法对氧化皮分裂松动后再进行高压压缩空气吹扫;序号为4和15的冷却系统不克不及利用层流冷却水,而应利用空气或惰性气体对镁合金板带进行控温或强制冷却;

  (3)考虑到镁合金锭坯横轧的需要,序号为3的热粗轧机其幅宽应大于2400mm,序号为14的炉卷热温精轧机其幅宽可节制正在1800~2100mm。双机架炉卷轧机出产线(最大长度按照热粗轧机幅宽的分歧来进行确定)。板带材产物的厚度规格:带材成品厚度2~8mm(后续再操纵别的设置装备摆设的温冷精轧机进行卷式法轧制至0.5~2mm的成品厚度),板材成品厚度4~100mm。

  市场对镁合金板带的需乞降使用次要是基于其具有密度小、刚性大、加工机能好、分析操纵率高、减震和电磁屏障机能优秀等特点。

  (1)航空航天及军事范畴:次要利用厚度正在6~100mm的镁合金中厚板材,用于制制卫星和登月飞船底座、导弹和火箭的仪表舱壁板、导弹和飞机的尾翼、和役机副油箱及衬板以及其它布局零部件。同时也有2~6mm厚度的镁合金中板用于出产设备部件的外壳或箱盖,以及支架、门壳体等零部件;

  (2)汽车行业:次要利用厚度正在1.2~3mm的镁合金薄板,用于制制仪概况板、车门板、策动机盖板、行李箱盖板、车顶板、变速器盖、座椅骨架和靠背等;

  (3)轨道交通:0.1~0.3mm厚度的薄板用于制制列车蜂窝地板的蜂窝芯;0.6~3.5mm厚度的产物用于制制蜂窝地板的上下面板;列车内衬板,物品架利用的镁合金板材厚度为3~5mm;列车裙板、座椅、卧铺板利用的镁合金板材厚度为5~7mm;列车内部的受力件利用的镁合金板厚度多正在4~12mm;

  (4)3C等电子产操行业:次要利用镁合金薄板,厚度多正在0.4~1.5mm。正在具体厚度规格上,0.1~0.3mm厚度的薄板用于出产声响音膜;0.4~0.6mm厚度的薄板用于出产U盘外壳、挪动硬盘外壳等;0.6~1.2mm厚度的板材用于出产智妙手机外壳、笔记本电脑外壳、数码相机外壳、开麦拉外壳;1.5~3mm厚度的板材用于出产电视机、冰箱、洗衣机等家电外壳;

  (5)其它行业:印刷版利用的镁合金板材厚度为1~10mm;活动器材、医疗东西、手动东西利用的镁合金板材厚度为2~8mm;电池片利用的镁合金薄板厚度为0.25~0.5mm。

  对于国内市场来说,目前有市场需求或相对容易进行市场推广使用的典型镁合金板带材产物及其规格如下(航空航天和军工市场除外):

  (1)汽车前后盖板取门板:1~3×1200~1800×Lmm。例如,按照现实统计,若是国内客车行李箱盖板全数利用镁合金板材,市场需求量正在3000t/a摆布;

  (5)地坪斑纹板、泥瓦工东西板、建建模板:规格为3~20×~1830×~5500mm;

  (6)试验设备振动平台板:产物规格为方形镁合金厚规格板材,长宽从300×300 mm到3200mm×3200mm不等,厚度正在20~100mm;

  (7)无纺针织机针板:产物宽度规格为200~300 mm,长度规格为1500~2200mm,厚度规格正在13~16mm。

  为顺应以交通运输东西为代表等行业用材的需要,镁合金板带材的尺寸规格成长趋向是宽幅、薄板卷。例如,正在国度科技部新材料财产“十二五”成长规划及2013年有色金属行业高新手艺产物目次中均将幅宽跨越1500mm的镁合金板带材做为沉点研制开辟和工业化出产的方针产物。图9所示为国内镁合金板带材正在平易近用市场使用的一些典型产物。

  因为纯镁Mg99.5、Mg99.0具有质软、力学机能低的特点,因此不克不及做为布局材料利用,其带材次要使用正在科研讲授范畴(如中铝洛铜铝镁板带分厂出产的0.2mm的纯镁小卷)。

  通过正在纯镁中添加合金元素,能够无效提高金属的强度、韧性等力学机能。目前,国内镁合金板带材合金品种以镁-铝-锌系为从,同时还有镁-锰系、镁-锌-锆系。此中,镁-铝-锌系中的AZ31B,AZ91D因为具有焊接机能好、强度高、加工机能好、轧制温度范畴较宽等长处而普遍使用于交通运输、电子消息、电池工业等范畴。别的,国内大学和科研机构也正在进行稀土镁合金、耐侵蚀镁合金、耐高温镁合金、高强镁合金板带材的研制和开辟。

  国内镁合金板带材出产企业应针对下逛用户的现实需求进行有针对性的研究和出产,以进一步提高产物的附加值、扩大产物的使用(特别是平易近用范畴)。

  (1)即便对于不异的产物,出产企业也应可以或许供给分歧商标、机能、品级、价钱的镁合金板带材,由利用企业按照现实需乞降产物定位来进行选择和采办;

  (2)镁合金板带材出产企业正在产物出厂时应可以或许同时供给其合金的具体成分、微不雅组织阐发成果、分析力学机能检测成果等数据;

  (3)镁合金板带出产企业只考虑了板带材的出产,未考虑零部件加工制做过程中的手艺难题,好比零部件模具的设想制制、板带材拉伸和冲压、概况处置、防腐等方面存正在的手艺问题或难题。镁合金板带材出产企业应可以或许协帮下逛用户处理以上问题或手艺难题。

  3 成长和(1)出产线和加工设备规模化和专业化:小批量、辅帮性、零散化或阶段性的进行镁合金板带材的出产不是长久之计(虽然正在目前环境下显得比力“经济实惠”),工程项目、出产线、加工设备的专业化、完美化是所有材料工业化规模出产和使用的前提和标记,钢铁、铝铜钛钼等有色金属板带材均为如斯。目前,其他金属板带材的出产专业化程度曾经具体到了某一种产物类型;

  (2)工艺手艺多样化和自创化:正在目前环境下,镁合金板带材出产线的工艺手艺选择应多流程化,如铸锭热轧开坯法、双辊铸轧法、挤压法,其出产线、产物方案、加工设备正在选择目前使用较为成熟的工艺设备外,应自创铝、钛等板带材的出产工艺和加工设备进行规划,同时也具有成长性和引领性;

  (3)出产持续化和低成本化:以卷式法轧制和精整来出产薄规格产物能够无效提超出跨越产效率、产质量量、出产线产能,同时降低出产成本和提高成品率。目前国内正在进行镁合金板片材的出产时,次要为块式法工艺(目前存正在板块轧制过程中需下线补热和精整,概况清洗正在槽组内淹没式进行,无法进行持续式的概况处置、精整和剪切等问题),但块式法若是可以或许持续化的进行出产,也能无效的降低出产成本和提超出跨越产效率。如钛、钼、钨、钽、铌等罕见金属板带材的出产正在以前同镁合金板材出产的现状差不多,但目前均已实现了块式法工业化持续式出产,以及薄规格产物的带式法出产。图10所示为中色科技进行工程设想的某钨钼板出产线mm)所选择的温冷轧机示企图、概况清洗检测机组安插图,能够无效实现板材的工序内不下线持续化出产(包罗该出产线的热轧机及其正在线加热、补热炉等设备),进而提高了出产效率和成品率(钨钼板坯料为烧结或电子束形态,和镁合金板坯比拟同样存正在道次压下率小,轧制容易开裂、热变形温度范畴窄、需要进行热温形态下的轧制等手艺难题);

  (4)新上项目平稳化和逐期过渡化:按照目前镁合金板带材的出产使用现状及工艺、使用的成长趋向及前景,从投资和风险方面考虑,能够将新建项目规划为逐期推进。好比:一期产物方案、产能、工艺流程、出产设备尽可能的成熟和靠得住。好比:卷式法的精整设备能够预留,待轧机能够工业化不变出产出及格薄带卷后再进行预留设备的项目实施,等;

  (5)出产线工程设想专业化:镁合金板带材出产工场、出产线的扶植、工艺设备的选型等应由专业化的设想院进行规划和设想;

  (6)产物多样化和差同化:考虑目前镁合金板带的现状和成长趋向,出产线工艺设想单元和加工企业应将镁合金板带材产物的产物方案、现实出产和供应进行合金品种、产物规格形态、概况质量和力学机能进行多样化和分级差同化,同时按照金属特征采用和铝、钢等金属复合的形式来改变目前镁合金板带材单一材料成品的现状,进而鞭策镁合金板带材更好的进行市场推广和使用,同时提超出跨越产企业的经济效益;

  (7)板带材深加工协做化和当场化:工程设想单元和出产企业应充实考虑下逛用户的现实需要,结合用户、深加工设备厂家、科研机构等对镁合金板带材正在加工成最终成品过程中可能或现实呈现的手艺问题进行无效处理,以及考虑当场加工为及格成品进行批量供应;

  (8)扩大产物使用以市场需求为鞭策化:目前出产企业正在推进镁合金板带市场使用方面付出了很大勤奋,也取得了必然的成效,但远没有达到预期期望。除了需进行军工认证的航空和军事范畴用材外,正在平易近用镁合金板带市场方面各方应进行以市场需求为特点的鞭策化使用,进而本色性的推进镁合金板带材的出产和手艺前进。

  (9)值得一提的是,无论以热轧开坯法、双辊铸轧法仍是以挤压法来出产镁合金板带材,也不管是以块式法仍是带式法来进行出产,出产线和出产设备的设置装备摆设必需是合理的、完美的、有针对性的。例如镁合金板带热轧机应设置装备摆设有近距离安插的立辊轧机或机架内的机前和机后轧边辊安拆(轧制力正在1500kN以上),对锭坯进行边部微量轧制进行宽度尺寸节制的同时,能够无效改善镁合金锭坯的热温变形特征、削减边部开裂和需深冲成品的各向同性,同时近距离的立辊或机架内轧边辊正在共同轧机轧制的过程中对镁合金板带材构成后张力,可无效提高因无张力轧制存正在的长规格板带材板型不良的现状。正在轧机机前和机后设置转料平台(十字扭转辊道),其感化也雷同于立辊轧机或轧边辊的部门功能。

  块式法出产设备除了铸锭出产系统和热、温冷轧机外,还需设置装备摆设完美的板材正在线和离线补热炉、板材砂光机和修磨机、板材概况清洗机、厚板热压平机、中板和薄板多辊矫曲机、细密锯、成品剪切机、板材概况敷涂设备、板材固溶处置设备、板材两头和成品退火炉等精整设备。带式法进行出产时,精整设备中的带材多辊矫曲机、切边沉卷机、带材持续清洗机、带材修磨机、带材退火炉(钟罩式退火炉、箱式电阻炉或展开式持续退火炉)、带材纵横结合剪切机、带材实空包拆机等也是必不成少的。

  考虑到镁合金的机能和目前的工业化开辟和使用环境,扶植如钢铁和铜铝板带材不异的卷式法精整和概况处置出产线不只投资高,并且手艺不成熟,投资风险大。从出产现实出发,目前镁合金板带材精整、退火、概况处置等后续出产线的阐发及其设置装备摆设如下所述:

  精整和概况处置应尽可能的设想为板、带共用,即正在实现以带式法出产镁合金卷材的同时,操纵夹送辊、料架等体例对板材进行加工,或者出产线投资成本会比力高;

  概况清洗和沉卷切边工序应共线设置;展开式退火(若是利用的话)和带材矫曲工序应共线设置;概况修磨和概况敷涂工序应进行共线设置。而成品的纵剪或纵横剪切应按照产物规格的分歧和精整工艺流程的分歧矫捷设置正在相关出产线上;

  概况处置及修磨、退火、矫曲、剪切是最根基、必不成少的精整工序。两头矫曲、剪切等工序尽量安插正在热温轧出产线上,以充实操纵余热来完成其工序流程。

  图11所示为以铸锭热轧开坯进行短流程、持续化、板带材共线、可卷式法出产薄带、无效降低设备投资成本的轧制出产线次要部件安插示企图。

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