金屬平面板材的製備方法
2023-05-06 13:32:56 1
專利名稱：金屬平面板材的製備方法
技術領域：
本發明涉及板材的製備技術，尤其涉及一種金屬平面板材的製備方法。
背景技術：
大規格鎂合金板材在航空太空飛行器製造、交通運輸裝備，特別是現代軌道交通運輸裝備製造中有很好的應用前景。現有製備鎂合金板材的方法可以採用擠壓的方法，通過擠壓設備將鎂合金錠坯擠壓成鎂合金板材。在擠壓形成板材時，形成的板材的寬度受到錠坯直徑的約束；錠坯直徑受到擠壓設備的擠壓筒直徑的限制；而擠壓筒直徑由擠壓機的最大擠壓能力決定；其中現有的擠壓設備中的擠壓筒通常為圓柱形。現有的萬噸擠壓機的圓形擠壓筒直徑最大為600mm，由此擠壓出的板材的寬度最多能達到600mm。由此，根據現有的擠壓方法無法製備更大寬度的板材。
發明內容
本發明的目的是提供一種金屬平面板材的製備方法，以製備具有較大寬度的板材。本發明提供一種金屬平面板材的製備方法，包括應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，所述曲面板材包括第一端部和第二端部，所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形；應用寬展設備將所述曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。其中，可以通過以下方法應用寬展設備將所述曲面板材展開應用拉伸寬展設備對所述第一端部和所述第二端部向外施加拉力，將所述曲面板材拉伸成所述平面板材。也可以通過以下方法應用寬展設備將所述曲面板材展開應用輥壓寬展設備對所述曲面板材進行輥壓處理，將所述曲面板材輥壓成所述平面板材。 進一步的，所述輥壓寬展設備包括多組輥輪，每組輥輪包括兩個輥輪，所述兩個輥輪對稱的位於所述曲面板材表面的兩側；所述輥輪的轉軸與所述第一端部和所述第二端部的直線連線相平行。所述應用輥壓寬展設備對所述曲面板材進行輥壓處理包括應用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一部位相對於前一部位逐漸遠離所述第一端部或所述第二端部，並逐漸靠近所述曲面板材的中間部位；或者，應用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一部位相對於前一部位逐漸靠近所述第一端部或所述第二端部，並逐漸遠離所述曲面板材的中間部位。進一步的，所述擠壓設備的擠壓模具的出料口呈所述波浪形，所述波浪形具有奇數個波峰和偶數個波谷，或者所述波浪形具有偶數個波峰和奇數個波谷。本發明的金屬平面板材的製備方法，先將金屬坯料擠壓成曲面板材，再將該曲面板材寬展成表面為平面的平面板材，使得在擠壓設備的擠壓筒直徑一定的情況下，能夠製備出較大寬度的金屬平面板材。
圖IA為本發明方法實施例一的流程示意圖；圖IB為本發明方法實施例一的中的擠壓機的示意圖；圖2為圖IA所示擠壓機的擠壓模具沿A-A』方向的截面圖；圖3為本發明方法實施例一中的曲面板材的示意圖；圖4為圖3所示曲面板材沿B-B』方向的截面圖；圖5為本發明方法實施例二中拉伸曲面板材的示意圖；圖6為本發明輥壓寬展設備的示意圖；圖7A為圖6所示的輥壓寬展設備中曲面板材輥壓寬展機的主視圖；圖7B為圖6所示的輥壓寬展設備中曲面板材輥壓寬展機的俯視圖；圖7C為圖7A所示的曲面板材輥壓寬展機沿C-C』方向的截面圖；圖8A、圖8B和圖8C為本發明方法實施例三中寬展曲面板材的示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。方法實施例一，圖IA為本發明方法實施例一的流程示意圖，如圖IA所示，該方法可以包括以下步驟步驟101、應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，曲面板材包括第一端部和第二端部，該曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。本發明實施例中的擠壓設備可以為擠壓機。圖IB為本發明方法實施例一中的擠壓機的示意圖，如圖IB所示，擠壓機包括主油缸10、副油缸11、張立柱12、後梁13、主柱塞 14、擠壓杆15、擠壓墊151、擠壓筒16、擠壓模具17、前梁18、鎖緊螺母19。本發明使用的擠壓機可以使用現有的擠壓機。使用擠壓機將金屬坯料擠壓成曲面板材的過程為(1)擠壓筒16在合模油缸的推動下沿導軌前移，與安裝於前梁18上的模具架(圖中未示出)對中，完成合模；( 由送料機構將金屬坯料送至擠壓筒16前，然後採用組合液壓系統，主油缸10打開，副油缸11動作，推動擠壓杆15前移並將該金屬坯料送入擠壓筒16 的擠壓腔內；(3)副油缸11繼續動作達到設定壓力後，主油缸10和副油缸11同時作用，擠壓杆15與擠壓墊151同步前移，金屬坯料經擠壓模具17擠出，形成曲面板材並從前梁18 出口送出。 圖2為圖IA所示擠壓機的擠壓模具沿A-A，方向的截面圖，圖3為本發明方法實施例一中的曲面板材的示意圖，圖4為圖3所示曲面板材沿B-B』方的截面圖。如圖2所示， 擠壓模具17的A-A』方向的截面包括具有一定厚度的波浪形的出口，即該擠壓模具的出料口呈該波浪形，由此，由該擠壓模具擠壓出的曲面板材的截面與該擠壓模具出料口的形狀相同，該波浪形具有波峰和波谷；經由擠壓機擠壓出的曲面板材參見圖3和圖4。
曲面板材包括第一端部22和第二端部23，曲面板材的表面由第一端部22至第二端部23呈波浪形。曲面板材沿B-B』方向的截面與擠壓模具17沿A-A』方向的截面相對應。
如圖4所示，擠壓出的曲面板材的寬度為b、高度為h、厚度為t、長度可以任意；曲面板材的截面具有波峰和波谷。可以根據擠壓機擠壓能力的大小和需要平面板材的寬度，調整擠壓模具17的出口形狀，以調整擠壓出的曲面板材的厚度、波峰和波谷的幅度與數量；其中，波峰和波谷的幅度相當於曲面板材的高度。步驟102、應用寬展設備將曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。在擠壓出曲面板材後，應用寬展設備將該曲面板材寬展開，得到寬度較大的表面為平面的平面板材。其中，將曲面板材寬展開的方法可以包括以下兩種一、在曲面板材沿B-B』方向的兩端施加拉力，將曲面板材沿B-B』方向向外寬展開；二、對曲面板材的表面進行輥壓處理，將曲面板材輥壓成平面板材。本發明實施例，先利用擠壓機擠壓出曲面板材，然後再將該曲面板材寬展開；在擠壓機的擠壓能力一定時，擠壓筒的最大直徑就是確定的，在擠壓筒直徑確定的情況下，與現有的直接擠壓出平面板材相比，本發明實施例採用的先擠壓出曲面板材再寬展的方式，可以得到寬度較大的平面板材。方法實施例二步驟201、應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，曲面板材包括第一端部和第二端部，曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。該步驟的具體過程參見方法實施例一步驟101中的描述，在此不再贅述。步驟202、應用拉伸寬展設備對第一端部和第二端部向外施加拉力，將曲面板材拉伸成平面板材。應用拉伸寬展設備，如圖5所示，對曲面板材的第一端部22和第二端部23分別向外施加拉力Fl和F2，使曲面板材向外被拉伸，最終被拉伸成平面板材，圖5為本發明方法實施例二中拉伸曲面板材的示意圖。本發明實施例，先利用擠壓機擠壓出曲面板材，然後再將該曲面板材寬展開；在擠壓機的擠壓能力一定時，擠壓筒的最大直徑就是確定的，在擠壓筒直徑確定的情況下，與現有的直接擠壓出平面板材相比，本發明實施例採用的先擠壓出曲面板材再寬展的方式，可以得到寬度較大的平面板材。方法實施例三步驟301、應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，曲面板材包括第一端部和第二端部，曲面板材的表面由第一端部至第二端部呈波浪形。該步驟的具體過程參見方法實施例一步驟101中的描述，在此不再贅述。其中，為了有利於後續的輥壓過程，擠壓出的曲面板材表面所呈的波浪形優選的具有奇數個波峰和偶數個波谷，或者具有偶數個波峰和奇數個波谷，由此，擠壓模具的出料口所呈的波浪形，對應的也具有奇數個波峰和偶數個波谷，或者，具有偶數個波峰和奇數個波谷。步驟302、應用輥壓寬展設備對曲面板材進行輥壓處理，將曲面板材輥壓成平面板材。在擠壓出曲面板材後，採用輥壓寬展設備對曲面板材進行輥壓處理。圖6為本發明輥壓寬展設備的示意圖。圖7A為圖6所示的輥壓寬展設備中曲面板材輥壓寬展機的主視圖。圖7B為圖6所示的輥壓寬展設備中曲面板材輥壓寬展機的俯視圖。圖7C為圖7A 所示的曲面板材輥壓寬展機沿C-C』方向的截面圖。圖8A、圖8B和圖8C為本發明方法實施例三中寬展曲面板材的示意圖。如圖6所示，輥壓寬展設備可以包括加熱裝置、送料臺、曲面板材輥壓寬展機、剪板機、卷取機、驅動及控制部分(圖中未示出)，該輥壓寬展設備工作的流程可以為擠壓出的曲面板材經送料臺被送至曲面板材輥壓寬展機，其中在送料臺上的曲面板材被加熱裝置加熱並保溫；曲面板材輥壓寬展機利用其包括的多組輥輪將曲面板材輥壓成平面板材；由曲面板材輥壓寬展機輥壓得到的平面板材可以被卷取機卷繞成卷，其中，可以根據所需平面板材的長度，用剪板機將板材剪斷，以得到任意所需長度的板材。曲面板材輥壓寬展機的結構如圖7A、圖7B和圖7C所示。曲面板材輥壓寬展機可以包括有多組輥輪，其中每組輥輪包括兩個輥輪，具體的每組輥輪可以包括上整型輥和和下整型輥，上整型輥和下整型輥分別位於曲面板材表面的兩側，例如位於曲面板材的上下兩側；並且，每個輥輪沿曲面板材的第一端部和第二端部的曲面連線進行轉動，每個輥輪的轉軸與第一端部和第二端部的直線連線相平行。具體的，參見圖7A、圖7B和圖7C，曲面板材輥壓寬展機可以包括調速機構、傳動機構、機架、多組輥輪、輥縫調整裝置等。每組輥輪包括一個上整型輥和一個下整型輥，上整型輥和下整型輥之間設置有輥縫；多組輥輪依次排布在曲面板材輥壓寬展機的進料口和出料口之間；輥縫調整裝置與每組輥輪相連，用於調整每組輥輪之間的輥縫；例如可以在一個上整型輥和一個下整型輥之間設置彈簧，通過調整對彈簧的壓力來調整輥縫的大小；傳動機構與每組輥輪相連；具體的，傳動機構通過傳動輪與輥輪相連；調速機構與傳動機構相連，用於通過傳動機構，調整輥輪的轉速。採用曲面板材輥壓寬展機對曲面板材進行輥壓時，可以包括以下三種方式第一種方式參見圖8A，對曲面板材整體進行輥壓；具體過程可以包括採用多組輥輪對曲面板材進行輥壓處理，被每一輥輪輥壓過的曲面板材的波峰和波谷的幅度都比被該輥輪輥壓之前的幅度小。參見圖8A，被多組輥輪輥壓後，曲面板材變成平面板材。第二種方式參見圖8B，先對曲面板材的中間進行輥壓，然後逐漸由中間向兩端 (第一端部和第二端部)對曲面板材進行輥壓；具體過程可以包括採用多組輥輪依次對曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一被輥壓的部位相對於前一被輥壓的部位逐漸遠離曲面板材的中間部位，並逐漸靠近第一端部或第二端部。第三種方式參見圖8C，先對曲面板材的兩端(第一端部和第二端部)進行輥壓， 然後逐漸由兩端向中間對曲面板材進行輥壓；具體過程可以包括採用多組輥輪依次對曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一被輥壓的部位相對於前一被輥壓的部位逐漸遠離第一端部或第二端部，並逐漸靠近曲面板材的中間部位。採用本發明實施例的方法，可以製得寬度較大的寬幅金屬平面板材，尤其可以製備寬幅鎂合金平面板材。利用本發明實施例的方法製備鎂合金平面板材可以具有以下優點。(1)製得的鎂合金平面板材帶產品性能良好、設備投資小、能耗低、成品率高、生產成本低。
(2)可以大規模生產性能良好的寬幅鎂合金平面板材。(3)製得的鎂合金平面板材的寬度可以是擠壓機出口寬度的幾倍，在擠壓機噸位相同的情況下，生產出的板材寬度比現有的擠壓方法製得的板材寬度更寬。如4500噸擠壓機用現有的幾種方法生產出平面板材的寬度不超過500毫米，而用本發明的方法可生產出寬幅超過1200毫米以上的平面板材。(4)在同等擠壓比的情況下，由於製品面積相同寬幅增加，可以擠壓出比以前擠壓板方法更薄的板坯。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，包括應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，所述曲面板材包括第一端部和第二端部， 所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形；應用寬展設備將所述曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。
2.根據權利要求1所述的金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，通過以下方法應用寬展設備將所述曲面板材展開應用拉伸寬展設備對所述第一端部和所述第二端部向外施加拉力，將所述曲面板材拉伸成所述平面板材。
3.根據權利要求1所述的金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，通過以下方法應用寬展設備將所述曲面板材展開應用輥壓寬展設備對所述曲面板材進行輥壓處理，將所述曲面板材輥壓成所述平面板材。
4.根據權利要求3所述的金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，所述輥壓寬展設備包括多組輥輪，每組輥輪包括兩個輥輪，所述兩個輥輪分別位於所述曲面板材表面的兩側； 所述輥輪的轉軸與所述第一端部和所述第二端部的直線連線相平行；所述應用輥壓寬展設備對所述曲面板材進行輥壓處理包括應用所述多組輥輪對所述曲面板材的每個部分進行輥壓處理，被每一組輥輪輥壓過的曲面板材的波峰和波谷的幅度均比被輪輥壓之前的幅度小；或者應用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一部位相對於前一部位逐漸遠離所述第一端部或所述第二端部，並逐漸靠近所述曲面板材的中間部位；或者應用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個部位進行輥壓處理，後一部位相對於前一部位逐漸靠近所述第一端部或所述第二端部，並逐漸遠離所述曲面板材的中間部位。
5.根據權利要求3或4所述的金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，所述擠壓設備的擠壓模具的出料口呈所述波浪形，所述波浪形具有奇數個波峰和偶數個波谷。
6.根據權利要求3或4所述的金屬平面板材的製備方法，其特徵在於，所述擠壓設備的擠壓模具的出料口呈所述波浪形，所述波浪形具有偶數個波峰和奇數個波谷。
全文摘要
本發明提供一種金屬平面板材的製備方法，包括應用擠壓設備將金屬坯料擠壓成曲面板材，所述曲面板材包括第一端部和第二端部，所述曲面板材的表面由所述第一端部至所述第二端部呈波浪形；應用寬展設備將所述曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。本發明的金屬平面板材的製備方法，先將金屬坯料擠壓成曲面板材，再將該曲面板材寬展成表面為平面的平面板材，使得在擠壓設備的擠壓筒直徑一定的情況下，能夠製備出較大寬度的金屬平面板材。
文檔編號B21C25/02GK102179422SQ20101062470
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者丁濤, 尚守亮, 彭建, 霍天常, 馬作坡 申請人:山東華盛榮鎂業科技有限公司