镁合金是实际应用中质量轻的金属结构材料，同时，镁合金具有比强度和比刚度高、弹性模量大、生物相容性好、导热导电性好、电磁屏蔽能力强和阻尼减震性能好等优点，被广泛应用于航空航天、交通运输、、装备制造和3C电子等领域，被誉为“二十一世纪具发展前景的绿色工程材料”。
镁合金在轧制过程中易形成(0001)基面织构，成品板材通常具有很强的各向异性，这对冲压特别是拉深极为不利。采用交叉轧制的方法（即在轧制过程中，每轧一道次后将板材转达90，再进行轧制），轧向和横向交替变化，不仅可以使锭坯长宽比灵活配合，而且能导致晶粒均匀化和等轴化，降低各向异性、改善板材性能。
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.
国内利用铸锭热轧开坯块式法生产镁合金板材的公司早有东北轻合金厂(目前为中铝东北轻合金有限责任公司)和洛阳铜加工厂(目前为中铝洛阳铜业有限公司,简称中铝洛铜),以及后来的洛阳华凌/鑫友镁业公司、营口银河镁铝合金有限公司、西部钛业有限责任公司等.其中,中铝洛铜在研发、工艺技术、合号开发、生产和市场供应等方面都走在前列.截至目前,中铝洛铜已向国内外的航空航天及军事领域、民用市场、生产教学等供应了10 000 t左右的镁合金板带材.一直到上世纪末,国内可生产镁板带的企业一家,为我国与国民经济发展作出了贡献.
目前在开发镁合金板带材热轧开坯并进行卷式法生产方面有代表性的企业为辽宁省营口银河镁铝合金有限公司.该企业的主要目标是制备幅宽超过1 500 mm的镁合金板材,并将相关产品应用在航空、汽车及蚀刻板等领域.其工艺路线采用半连续铸造扁锭+热轧开坯+温冷轧制,主要设备构成如下:镁合金熔炼铸造设备、热风循环铸锭加热炉、1 725 mm四辊可逆热轧机、1 650 mm六辊可逆温冷轧机、矫直精整及表面磨砂机列、热处理炉等.其热轧机原规划设计有左右卷取加热炉进行热温轧卷式法生产,但由于技术及工艺受限因素较多,实际生产线并未进行该项配置.其生产线通过将热轧机和温冷轧机串联,中间布置辊道在线加热炉,进而形成连轧模式.同时热轧机组配备有两组热风循环加热炉、两组中频感应式快速补热炉,温冷轧机组配备有中频感应式快速补热炉、机前加热炉等加热和补热设备.终实现了镁合金生产试验性或小批量的温冷轧终产品成卷技术.但由于镁合金金属变形特性、工艺技术、生产装备等诸多因素的限制或不成熟,公司在连续多道次卷式法往复轧制、后续带式法精整、板形及表面质量在线控制、工业化批量稳定生产等方面都还未形成技术的真正突破.公司生产的产品仍以块式法热轧中厚板为主
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