本發(fā)明涉及鎂合金板材生產(chǎn)，具體為一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
1、az31鎂合金板材具有輕質(zhì)高強(qiáng)、減振、散熱等優(yōu)異特性，在衛(wèi)星制造、筆記本電腦外殼、交通運(yùn)輸、試驗(yàn)平臺(tái)等制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但由于az31鎂合金為密排六方晶格結(jié)構(gòu)且高溫?zé)峒庸に苄畏秶?，?dǎo)致其塑形變形性能不高，因而生產(chǎn)難度較大，一般需針對(duì)其變形特征開發(fā)專門的工藝技術(shù)。
2、鋼鐵、銅板帶、鈦板帶、鋁板帶等金屬在熱軋時(shí)，均采用水或0.5%~3%濃度的乳化液等工藝潤(rùn)滑介質(zhì)，不僅有利于提高金屬板材的表面質(zhì)量和板型控制，也避免了所軋制金屬和熱軋軋輥的直接接觸。另外，工藝潤(rùn)滑介質(zhì)所形成的軋制水膜或乳化液油膜的存在，阻隔并減少了所軋制金屬對(duì)熱軋軋輥的磨損，尤其是避免了所軋制金屬粘結(jié)到軋輥表面的不利生產(chǎn)狀況。
3、但az31鎂合金板材由于性質(zhì)活潑，在熱狀態(tài)下與水或含水的乳化液等工藝潤(rùn)滑介質(zhì)接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)發(fā)應(yīng)，而且會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，容易出現(xiàn)燃燒和爆炸等生產(chǎn)事故。因而，az31板材熱軋時(shí)無法采用類似軋制鋼鐵、銅板帶、鋁板帶、鈦板帶等金屬的工藝潤(rùn)滑介質(zhì)。由于以上原因的存在，目前行業(yè)內(nèi)在進(jìn)行az31鎂合金板材熱軋時(shí)均不采用工藝潤(rùn)滑而直接進(jìn)行干軋，但az31鎂合金板材在熱狀態(tài)干軋過程中存在以下問題：
4、az31鎂合金板材在熱軋高溫下強(qiáng)度非常低，材質(zhì)較軟，與熱軋軋輥直接接觸會(huì)粘結(jié)到鋼質(zhì)熱軋軋輥上，造成軋輥粘結(jié)和損傷、磨輥頻次高、鎂合金板材基體出現(xiàn)大量凸凹剝離缺陷、表面質(zhì)量惡化、影響后續(xù)軋制進(jìn)程等現(xiàn)象。
5、由于存在上述熱軋粘輥現(xiàn)象，導(dǎo)致其生產(chǎn)難度大、成品率低，az31鎂合金板材的生產(chǎn)成本高、售價(jià)高，不利于產(chǎn)品的規(guī)?；统杀就茝V應(yīng)用。行業(yè)內(nèi)也有研究機(jī)構(gòu)正在開發(fā)專門的鎂合金板材熱軋工藝潤(rùn)滑介質(zhì)，但目前均未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。在現(xiàn)有熱軋生產(chǎn)線條件下如何通過調(diào)整生產(chǎn)方式降低az31鎂合金板材熱軋粘輥現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而提高其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率就成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，將軋制破碎后的氧化鎂碎屑和顆粒作為工藝潤(rùn)滑層，能夠有效避免鎂合金板坯熱狀態(tài)下粘結(jié)軋輥，提高了az31鎂合金板坯的表面質(zhì)量，減少熱軋機(jī)軋輥的磨削頻次，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
3、s1）在az31鎂合金鑄錠加熱爐的鏈?zhǔn)綘t上設(shè)置單獨(dú)的進(jìn)氣口；
4、s2）將半連續(xù)鑄造的az31鎂合金鑄錠放置在鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)加熱到400℃~550℃，進(jìn)行保溫；
5、s3）在保溫階段內(nèi)，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入高純氮?dú)猓赼z31鎂合金鑄錠表面形成一層堅(jiān)硬牢固的氮化鎂保護(hù)層；
6、s4）在保溫階段內(nèi)，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w，在az31鎂合金鑄錠表面最外層形成一層材質(zhì)疏松、軋制時(shí)易于破碎的氧化鎂層，作為工藝潤(rùn)滑層；
7、s5）停止向爐內(nèi)供氣，爐內(nèi)處于大氣中進(jìn)行保溫，直至達(dá)到工藝時(shí)間出爐并進(jìn)行熱軋。
8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s3）中，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入高純氮?dú)獾臅r(shí)間為保溫階段的前10~25min，充入時(shí)長(zhǎng)為每1mm厚度0.05~0.08min。
9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s3）中所生成的氮化鎂保護(hù)層厚度為0.05~0.2mm。
10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s4）中，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w的時(shí)間為保溫階段的第10~100min，充入時(shí)長(zhǎng)為每1mm厚度0.2~0.3min。
11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s4）中所生成的氧化鎂層度為0.2~0.8mm。
12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s5）中，停止供氣后在正常大氣環(huán)境下，最內(nèi)層基體中的其它合金元素如鋁會(huì)和空氣中的氧氣發(fā)生緩慢的若干小時(shí)保溫階段的化學(xué)反應(yīng)，形成保護(hù)作用更強(qiáng)的氧化鋁層，與中間保護(hù)層的氮化鎂層共同起到保護(hù)az31鎂合金基體的作用，不會(huì)使鎂合金基體持續(xù)氧化。
13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s5）的熱軋中前3道次熱軋總壓下率≤25%且第1道次、第2道次、第3道次的壓下率分別：≤3%、≤10%、≤15%。
14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，az31鎂合金熱軋過程中最外側(cè)的表面氧化鎂層發(fā)生軋制破碎后不進(jìn)行在線去除，而是在軋制完成后將其部分所壓入到中間層的氧化物顆粒通過機(jī)械銑削的方式進(jìn)行去除。
15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，az31鎂合金鑄錠在鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)的加熱保溫總時(shí)間為t=（8~10）·（h）（1/2），其中t為加熱保溫總時(shí)間，單位：min；h為鎂合金坯料厚度，單位：mm。
16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，最外層氧化鎂層占總氧化層的厚度比例≥85%，中間用于保護(hù)的氮化鎂層占總氧化層的厚度比例≤15%。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用在鎂合金基體層和最外層的高比例含量的疏松氧化鎂層之間形成硬質(zhì)的氮化鎂保護(hù)層，同時(shí)形成保護(hù)性質(zhì)較強(qiáng)的氧化鋁層阻礙大氣中的氧氣和氮?dú)馀caz31基體發(fā)生進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)。以上所形成的氮化鎂、氧化鋁的中間層可有效阻隔az31鎂合金板材基體與熱軋軋輥的直接接觸，同時(shí)也有利于減少空氣中的氧氣、氮?dú)馀c鎂合金基體發(fā)生進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)。由于az31鎂合金熱軋板坯最外層的高比例含量的疏松氧化鎂層強(qiáng)度非常低、疏松多孔且軋制容易破碎、對(duì)軋輥不存在沖擊損傷，且最不易與鋼質(zhì)軋輥及內(nèi)層基體發(fā)生熱粘結(jié)，本申請(qǐng)巧妙的將其軋制破碎后的氧化鎂碎屑和顆粒作為工藝潤(rùn)滑層，能夠有效避免鎂合金板坯熱狀態(tài)下粘結(jié)軋輥，提高了az31鎂合金板坯的表面質(zhì)量，減少熱軋機(jī)軋輥的磨削頻次。
1.一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s3）中，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入高純氮?dú)獾臅r(shí)間為保溫階段的前10~25min，充入時(shí)長(zhǎng)為每1mm厚度0.05~0.08min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s3）中所生成的氮化鎂保護(hù)層厚度為0.05~0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s4）中，向鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w的時(shí)間為保溫階段的第10~100min，充入時(shí)長(zhǎng)為每1mm厚度0.2~0.3min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s4）中所生成的氧化鎂層度為0.2~0.8mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s5）中，停止供氣后在正常大氣環(huán)境下，最內(nèi)層基體中的其它合金元素如鋁會(huì)和空氣中的氧氣發(fā)生緩慢的若干小時(shí)保溫階段的化學(xué)反應(yīng)，形成保護(hù)作用更強(qiáng)的氧化鋁層，與中間保護(hù)層的氮化鎂層共同起到保護(hù)az31鎂合金基體的作用，不會(huì)使鎂合金基體持續(xù)氧化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟s5）的熱軋中前3道次熱軋總壓下率≤25%且第1道次、第2道次、第3道次的壓下率分別：≤3%、≤10%、≤15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：az31鎂合金熱軋過程中最外側(cè)的表面氧化鎂層發(fā)生軋制破碎后不進(jìn)行在線去除，而是在軋制完成后將其部分所壓入到中間層的氧化物顆粒通過機(jī)械銑削的方式進(jìn)行去除。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：az31鎂合金鑄錠在鏈?zhǔn)借T錠加熱爐內(nèi)的加熱保溫總時(shí)間為t=（8~10）·（h）（1/2），其中t為加熱保溫總時(shí)間，單位：min；h為鎂合金坯料厚度，單位：mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少鎂合金板材熱軋粘輥的生產(chǎn)工藝，其特征在于：最外層氧化鎂層占總氧化層的厚度比例≥85%，中間用于保護(hù)的氮化鎂層占總氧化層的厚度比例≤15%。