一種鎂合金帶材熱輥加熱軋制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于儀合金帶材加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種儀合金帶材熱漉加熱社制裝 置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儀合金作為先進(jìn)輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，具備高比強(qiáng)度和良好的抗沖擊性，能滿足航 空航天、汽車(chē)及電子產(chǎn)品輕量化要求，減少能源消耗和環(huán)境污染，已成為歐美、日本等國(guó)家 與地區(qū)工業(yè)應(yīng)用增長(zhǎng)最快的材料之一。但密排六方的晶格結(jié)構(gòu)決定了儀合金室溫塑性變形 能力較差，極大限制了其應(yīng)用范圍。社制作為儀合金的重要加工變形方式受到了廣泛的關(guān) 注，由于儀合金的室溫變形能力差，因此常用的社制工藝為溫社和熱社。但在社制過(guò)程中儀 合金板材表面粗糖，氧化嚴(yán)重，同時(shí)，溫降過(guò)快，容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生，且溫度降低使儀合金板 材的基面織構(gòu)強(qiáng)度增加，存在嚴(yán)重的各向異性，極大降低了塑性，影響后續(xù)加工。為了彌補(bǔ) 社制過(guò)程中的溫降，一個(gè)公開(kāi)的日本專利中（專利號(hào)：2003-521863),采用社機(jī)兩側(cè)施加兩 個(gè)加熱爐，利用加熱爐對(duì)儀合金帶材進(jìn)行往復(fù)加熱和社制，該方法一定程度上起到了補(bǔ)熱 作用，但明顯降低了效率，增加了能耗。另一個(gè)授權(quán)的中國(guó)專利（專利號(hào)：201310246053.7) 中，申請(qǐng)人提出了通過(guò)加熱棒加熱上下社漉到不同溫度從而實(shí)現(xiàn)儀合金異步社制技術(shù)，弱 化基面織構(gòu)，提高儀合金變形塑性，該方法中，加熱棒加熱效率低，社件帶走熱量后，社漉難 W快速達(dá)到預(yù)想溫度，另外，加熱孔的存在導(dǎo)致社漉彈性極限降低，難W精確控制社漉溫度 和社制過(guò)程漉縫。在授權(quán)的一種儀合金熱社裝置及社制加熱的方法（專利號(hào)： 201010591333.8)專利中，申請(qǐng)人基于娃碳棒加熱法設(shè)計(jì)了一套運(yùn)輸漉道和社漉加熱器，從 而實(shí)現(xiàn)儀合金加熱社制，但該方法社漉加熱溫度較低(低于200°C)，難W大幅度提高儀合金 變形塑性，且能耗大，加熱效率低。上述的幾個(gè)專利均利用測(cè)溫和反饋系統(tǒng)控制溫度，沒(méi)有 明確的溫度變化控制模型，難W實(shí)現(xiàn)社制過(guò)程溫度的精確控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述現(xiàn)有儀合金帶材社制過(guò)程溫降快導(dǎo)致的塑 性變形能力低，加熱爐離線加熱效率低，社制間隙退火能耗高的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供 一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作和維護(hù)成本低、能夠很好實(shí)現(xiàn)儀合金在線加熱社制的裝置及方法。
[0004] 本發(fā)明其中一個(gè)技術(shù)主題采用的技術(shù)方案是：一種儀合金帶材熱漉加熱社制裝 置，包括，
[0005] 運(yùn)輸漉道，所述運(yùn)輸漉道由至少一個(gè)運(yùn)輸漉組成；
[0006] 至少一個(gè)社機(jī)機(jī)架，所述社機(jī)機(jī)架設(shè)于所述運(yùn)輸漉道上；
[0007] 至少一組社漉，所述社漉設(shè)于社機(jī)機(jī)架上，所述社漉之間設(shè)有待社制的儀合金帶 材；
[000引第一紅外測(cè)溫儀，所述第一紅外測(cè)溫儀設(shè)于社機(jī)機(jī)架的社漉側(cè)面，所述第一紅外 測(cè)溫儀通過(guò)第二接線箱與化C控制器電連接;所述第一紅外測(cè)溫儀用于檢測(cè)社漉出口和入 口端溫度參數(shù)，所述化c控制器響應(yīng)來(lái)自第一紅外測(cè)溫儀的溫度信息；
[0009] 第二紅外測(cè)溫儀，所述第二紅外測(cè)溫儀設(shè)于社機(jī)機(jī)架的社漉側(cè)面，所述第二紅外 測(cè)溫儀通過(guò)第二接線箱與化C控制器電連接;所述第二紅外測(cè)溫儀用于檢測(cè)社漉之間儀合 金帶材的出口和入口端溫度信息，所述化C控制器響應(yīng)來(lái)自第二紅外測(cè)溫儀的溫度信息；
[0010] 感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈設(shè)于社漉一側(cè)，用于加熱該社漉;所述感應(yīng)線圈一端通過(guò) 第Ξ接線箱與化C控制器電連接，另一端與高頻感應(yīng)加熱控制器電連接；
[0011] 所述高頻感應(yīng)加熱控制器設(shè)于該裝置一側(cè)，通過(guò)第一接線箱與化C控制器通訊連 接；
[0012] 社制參數(shù)操作臺(tái)，所述社制參數(shù)操作臺(tái)設(shè)于該加熱社制裝置一側(cè)，與化C控制器通 訊連接；
[0013] 卷取機(jī)，所述卷取機(jī)設(shè)于運(yùn)輸漉道一個(gè)端部，將社漉處理后的儀合金帶材卷??；
[0014] 冷卻水箱，所述冷卻水箱設(shè)于運(yùn)輸漉道一側(cè)，所述冷卻水箱中的冷卻水通過(guò)冷卻 水管對(duì)感應(yīng)線圈進(jìn)行冷卻。
[0015] 本發(fā)明另外一個(gè)技術(shù)主題采用的技術(shù)方案是：一種儀合金帶材熱漉加熱社制方 法，該方法包括W下步驟，
[0016] a.冷卻水循環(huán)
[0017] 打開(kāi)感應(yīng)電源的冷卻水，冷卻水箱中的冷卻水通過(guò)冷卻水管對(duì)感應(yīng)線圈進(jìn)行循環(huán) 冷卻；
[001引b.社制參數(shù)設(shè)定
[0019] 打開(kāi)社制參數(shù)設(shè)定操作臺(tái)，設(shè)定社制速度為0.01-0.5m/s，設(shè)定漉縫為0.3-5mm，設(shè) 定社制溫度為0-500°C;PLC控制器響應(yīng)來(lái)自社制參數(shù)設(shè)定操作臺(tái)的社制速度、漉縫和社制 溫度信息；
[0020] C.計(jì)算社漉設(shè)定溫度并設(shè)定感應(yīng)加熱參數(shù)
[0021] 根據(jù)社制溫度要求W及社件溫度和社漉表面溫度的關(guān)系模型計(jì)算社漉設(shè)定溫度； 根據(jù)社漉需要的目標(biāo)溫度設(shè)定感應(yīng)加熱參數(shù)，并計(jì)算感應(yīng)加熱時(shí)間；
[0022] d.社漉在線加熱W及社漉溫度監(jiān)測(cè)
[0023] 利用感應(yīng)線圈對(duì)社漉進(jìn)行加熱，到達(dá)設(shè)定的感應(yīng)加熱時(shí)間后，第一紅外測(cè)溫儀每 隔5-lOs測(cè)試一次社漉溫度信息，并將溫度信息傳遞給化C控制器，當(dāng)測(cè)試的社漉表面溫度 達(dá)到要求后轉(zhuǎn)入步驟e;當(dāng)測(cè)試的社漉表面溫度未達(dá)到要求后轉(zhuǎn)入步驟f;
[0024] e.對(duì)儀合金帶材進(jìn)行社制；
[0025] f.如果到達(dá)預(yù)定加熱時(shí)間后，社漉表面溫度低于預(yù)設(shè)定溫度，通過(guò)社漉溫度閉環(huán) 控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱參數(shù)，繼續(xù)對(duì)社漉表面進(jìn)行加熱，直至第一紅外測(cè)溫儀測(cè)定值 達(dá)到工藝要求，轉(zhuǎn)入步驟e;
[0026] g.社制過(guò)程的修正
[0027] 為避免社制過(guò)程中社件帶走熱量導(dǎo)致的社漉溫降，將感應(yīng)加熱電流修正為滿足目 標(biāo)要求的1.05-1.1倍；
[002引 h.社制過(guò)程溫度監(jiān)測(cè)
[0029]開(kāi)始社制后，第一紅外測(cè)溫儀和第二紅外測(cè)溫儀分別對(duì)社漉和社制件的出口端和 入口端每隔5s進(jìn)行一次測(cè)溫，當(dāng)社件溫度滿足要求時(shí)轉(zhuǎn)入步驟I;當(dāng)社件溫度不滿足設(shè)定社 制溫度時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟j;
[0030] i.連續(xù)社制
[0031 ]當(dāng)社件溫度滿足要求時(shí)，進(jìn)行連續(xù)社制；
[0032] j.社件溫度修正
[0033] 當(dāng)社件溫度不滿足設(shè)定社制溫度時(shí)，通過(guò)溫度差值修正社漉表面設(shè)定溫度，然后 利用社漉溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱參數(shù)，使其達(dá)到修正后的社漉表面設(shè)定溫 度，轉(zhuǎn)入步驟i;
[0034] k.卷取
[0035] 社制最后一道次時(shí)利用卷取機(jī)對(duì)社制后帶材進(jìn)行卷取。
[0036] 優(yōu)選地，上述溫度控制算法如下，
[0037] 當(dāng)社制參數(shù)操作平臺(tái)通過(guò)歷I人機(jī)界面設(shè)定社制速度v(m/s)，社制漉縫hi (mm)、社 制溫度Td(°C)后，加熱社件到所需社制溫度與社制參數(shù)和社漉溫度之間滿足如下公式；
[00；3 引
[0039] 式中，A/是與社制參數(shù)有關(guān)常數(shù)，B/，C/，〇/，護(hù)，戶，護(hù)，H/是與
[0040] 材料有關(guān)的常數(shù)，hO為社制前社件厚度;代入社制速度、社制前社件厚度、漉縫值 W及社制溫度可W由上式計(jì)算出所需社漉溫度Tr(°C)，（化〇-hl)A〇) · 100(%)為壓下率。
[0041] 優(yōu)選地，根據(jù)計(jì)算得到社漉溫度設(shè)定感應(yīng)加熱所需感應(yīng)工作電流、感應(yīng)加熱工作 頻率和加熱時(shí)間，感應(yīng)工作電流設(shè)定范圍0-200A，感應(yīng)加熱工作頻率設(shè)定范圍10-50Ifflz，加 熱時(shí)間設(shè)定在5分鐘W上。
[0042] 優(yōu)選地，加熱時(shí)間、感應(yīng)工作電流、感應(yīng)加熱工作頻率W及社漉表面溫度之間滿足 如下公式，
[0043]
[0044] 式中：A"，B"，C"，D"，E"是與社漉材料有關(guān)的常數(shù);t為加熱時(shí)間，單位為s;Cs為感 應(yīng)加熱工作電流，單位為A; S為線圈截面積，單位為mm2;內(nèi)為感應(yīng)加熱工作頻率，單位為KHz。
[0045] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:本發(fā)明提到的熱社裝置可W是兩漉社機(jī)，也可W 是四漉社機(jī)或多漉社機(jī)，可W是單機(jī)架社制，也可是多機(jī)架連社。