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.
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
我国镁合金材料产业在稀土镁轻质结构合金材料、高强高导热镁合金材料、高强高导电镁合金材料、强镁合金材料等11个方面的未来市场需求前景。面向2030年和2035年的阶段性发展规划，本文从提高自主创新能力、优化资源配置、加强企业合作力度、构建完善的镁合金材料整体研究体系、完善平台建设等方面提出了促进我国镁合金材料产业可持续发展的相关战略。后，从注重研究体系的构建、优化产业发展格局、构建高质产业、完善配套政策体系、构建精尖人才体系等方面提出了对策建议，以期满足国民经济、国家重大工程和社会可持续发展对镁合金材料的需求。
