專利名稱：金屬平面板材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及板材的制備技術(shù)，尤其涉及一種金屬平面板材的制備方法。
背景技術(shù)：
大規(guī)格鎂合金板材在航空航天器制造、交通運(yùn)輸裝備，特別是現(xiàn)代軌道交通運(yùn)輸裝備制造中有很好的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有制備鎂合金板材的方法可以采用擠壓的方法，通過擠壓設(shè)備將鎂合金錠坯擠壓成鎂合金板材。在擠壓形成板材時(shí)，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(shè)備的擠壓筒直徑的限制；而擠壓筒直徑由擠壓機(jī)的最大擠壓能力決定；其中現(xiàn)有的擠壓設(shè)備中的擠壓筒通常為圓柱形?，F(xiàn)有的萬噸擠壓機(jī)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(dá)到600mm。由此，根據(jù)現(xiàn)有的擠壓方法無法制備更大寬度的板材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬平面板材的制備方法，以制備具有較大寬度的板材。本發(fā)明提供一種金屬平面板材的制備方法，包括應(yīng)用擠壓設(shè)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(yīng)用寬展設(shè)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(yīng)用寬展設(shè)備將所述曲面板材展開應(yīng)用拉伸寬展設(shè)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(yīng)用寬展設(shè)備將所述曲面板材展開應(yīng)用輥壓寬展設(shè)備對所述曲面板材進(jìn)行輥壓處理，將所述曲面板材輥壓成所述平面板材。 進(jìn)一步的，所述輥壓寬展設(shè)備包括多組輥輪，每組輥輪包括兩個(gè)輥輪，所述兩個(gè)輥輪對稱的位于所述曲面板材表面的兩側(cè)；所述輥輪的轉(zhuǎn)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(yīng)用輥壓寬展設(shè)備對所述曲面板材進(jìn)行輥壓處理包括應(yīng)用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一部位相對于前一部位逐漸遠(yuǎn)離所述第一端部或所述第二端部，并逐漸靠近所述曲面板材的中間部位；或者，應(yīng)用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一部位相對于前一部位逐漸靠近所述第一端部或所述第二端部，并逐漸遠(yuǎn)離所述曲面板材的中間部位。進(jìn)一步的，所述擠壓設(shè)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(shù)個(gè)波峰和偶數(shù)個(gè)波谷，或者所述波浪形具有偶數(shù)個(gè)波峰和奇數(shù)個(gè)波谷。本發(fā)明的金屬平面板材的制備方法，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(shè)備的擠壓筒直徑一定的情況下，能夠制備出較大寬度的金屬平面板材。


圖IA為本發(fā)明方法實(shí)施例一的流程示意圖；圖IB為本發(fā)明方法實(shí)施例一的中的擠壓機(jī)的示意圖；圖2為圖IA所示擠壓機(jī)的擠壓模具沿A-A’方向的截面圖；圖3為本發(fā)明方法實(shí)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(fā)明方法實(shí)施例二中拉伸曲面板材的示意圖；圖6為本發(fā)明輥壓寬展設(shè)備的示意圖；圖7A為圖6所示的輥壓寬展設(shè)備中曲面板材輥壓寬展機(jī)的主視圖；圖7B為圖6所示的輥壓寬展設(shè)備中曲面板材輥壓寬展機(jī)的俯視圖；圖7C為圖7A所示的曲面板材輥壓寬展機(jī)沿C-C’方向的截面圖；圖8A、圖8B和圖8C為本發(fā)明方法實(shí)施例三中寬展曲面板材的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。方法實(shí)施例一，圖IA為本發(fā)明方法實(shí)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(yīng)用擠壓設(shè)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(fā)明實(shí)施例中的擠壓設(shè)備可以為擠壓機(jī)。圖IB為本發(fā)明方法實(shí)施例一中的擠壓機(jī)的示意圖，如圖IB所示，擠壓機(jī)包括主油缸10、副油缸11、張立柱12、后梁13、主柱塞 14、擠壓桿15、擠壓墊151、擠壓筒16、擠壓模具17、前梁18、鎖緊螺母19。本發(fā)明使用的擠壓機(jī)可以使用現(xiàn)有的擠壓機(jī)。使用擠壓機(jī)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(dòng)下沿導(dǎo)軌前移，與安裝于前梁18上的模具架(圖中未示出)對中，完成合模；( 由送料機(jī)構(gòu)將金屬坯料送至擠壓筒16前，然后采用組合液壓系統(tǒng)，主油缸10打開，副油缸11動(dòng)作，推動(dòng)擠壓桿15前移并將該金屬坯料送入擠壓筒16 的擠壓腔內(nèi)；(3)副油缸11繼續(xù)動(dòng)作達(dá)到設(shè)定壓力后，主油缸10和副油缸11同時(shí)作用，擠壓桿15與擠壓墊151同步前移，金屬坯料經(jīng)擠壓模具17擠出，形成曲面板材并從前梁18 出口送出。 圖2為圖IA所示擠壓機(jī)的擠壓模具沿A-A，方向的截面圖，圖3為本發(fā)明方法實(shí)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(jīng)由擠壓機(jī)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(yīng)。
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?？梢愿鶕?jù)擠壓機(jī)擠壓能力的大小和需要平面板材的寬度，調(diào)整擠壓模具17的出口形狀，以調(diào)整擠壓出的曲面板材的厚度、波峰和波谷的幅度與數(shù)量；其中，波峰和波谷的幅度相當(dāng)于曲面板材的高度。步驟102、應(yīng)用寬展設(shè)備將曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。在擠壓出曲面板材后，應(yīng)用寬展設(shè)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(jìn)行輥壓處理，將曲面板材輥壓成平面板材。本發(fā)明實(shí)施例，先利用擠壓機(jī)擠壓出曲面板材，然后再將該曲面板材寬展開；在擠壓機(jī)的擠壓能力一定時(shí)，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(xiàn)有的直接擠壓出平面板材相比，本發(fā)明實(shí)施例采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(shí)施例二步驟201、應(yīng)用擠壓設(shè)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(shí)施例一步驟101中的描述，在此不再贅述。步驟202、應(yīng)用拉伸寬展設(shè)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(yīng)用拉伸寬展設(shè)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(fā)明方法實(shí)施例二中拉伸曲面板材的示意圖。本發(fā)明實(shí)施例，先利用擠壓機(jī)擠壓出曲面板材，然后再將該曲面板材寬展開；在擠壓機(jī)的擠壓能力一定時(shí)，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(xiàn)有的直接擠壓出平面板材相比，本發(fā)明實(shí)施例采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(shí)施例三步驟301、應(yīng)用擠壓設(shè)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(shí)施例一步驟101中的描述，在此不再贅述。其中，為了有利于后續(xù)的輥壓過程，擠壓出的曲面板材表面所呈的波浪形優(yōu)選的具有奇數(shù)個(gè)波峰和偶數(shù)個(gè)波谷，或者具有偶數(shù)個(gè)波峰和奇數(shù)個(gè)波谷，由此，擠壓模具的出料口所呈的波浪形，對應(yīng)的也具有奇數(shù)個(gè)波峰和偶數(shù)個(gè)波谷，或者，具有偶數(shù)個(gè)波峰和奇數(shù)個(gè)波谷。步驟302、應(yīng)用輥壓寬展設(shè)備對曲面板材進(jìn)行輥壓處理，將曲面板材輥壓成平面板材。在擠壓出曲面板材后，采用輥壓寬展設(shè)備對曲面板材進(jìn)行輥壓處理。圖6為本發(fā)明輥壓寬展設(shè)備的示意圖。圖7A為圖6所示的輥壓寬展設(shè)備中曲面板材輥壓寬展機(jī)的主視圖。圖7B為圖6所示的輥壓寬展設(shè)備中曲面板材輥壓寬展機(jī)的俯視圖。圖7C為圖7A 所示的曲面板材輥壓寬展機(jī)沿C-C’方向的截面圖。圖8A、圖8B和圖8C為本發(fā)明方法實(shí)施例三中寬展曲面板材的示意圖。如圖6所示，輥壓寬展設(shè)備可以包括加熱裝置、送料臺(tái)、曲面板材輥壓寬展機(jī)、剪板機(jī)、卷取機(jī)、驅(qū)動(dòng)及控制部分(圖中未示出)，該輥壓寬展設(shè)備工作的流程可以為擠壓出的曲面板材經(jīng)送料臺(tái)被送至曲面板材輥壓寬展機(jī)，其中在送料臺(tái)上的曲面板材被加熱裝置加熱并保溫；曲面板材輥壓寬展機(jī)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(jī)輥壓得到的平面板材可以被卷取機(jī)卷繞成卷，其中，可以根據(jù)所需平面板材的長度，用剪板機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)如圖7A、圖7B和圖7C所示。曲面板材輥壓寬展機(jī)可以包括有多組輥輪，其中每組輥輪包括兩個(gè)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于曲面板材表面的兩側(cè)，例如位于曲面板材的上下兩側(cè)；并且，每個(gè)輥輪沿曲面板材的第一端部和第二端部的曲面連線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)輥輪的轉(zhuǎn)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(jī)可以包括調(diào)速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架、多組輥輪、輥縫調(diào)整裝置等。每組輥輪包括一個(gè)上整型輥和一個(gè)下整型輥，上整型輥和下整型輥之間設(shè)置有輥縫；多組輥輪依次排布在曲面板材輥壓寬展機(jī)的進(jìn)料口和出料口之間；輥縫調(diào)整裝置與每組輥輪相連，用于調(diào)整每組輥輪之間的輥縫；例如可以在一個(gè)上整型輥和一個(gè)下整型輥之間設(shè)置彈簧，通過調(diào)整對彈簧的壓力來調(diào)整輥縫的大?。粋鲃?dòng)機(jī)構(gòu)與每組輥輪相連；具體的，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過傳動(dòng)輪與輥輪相連；調(diào)速機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用于通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)整輥輪的轉(zhuǎn)速。采用曲面板材輥壓寬展機(jī)對曲面板材進(jìn)行輥壓時(shí)，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(jìn)行輥壓；具體過程可以包括采用多組輥輪對曲面板材進(jìn)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，被多組輥輪輥壓后，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(jìn)行輥壓，然后逐漸由中間向兩端 (第一端部和第二端部)對曲面板材進(jìn)行輥壓；具體過程可以包括采用多組輥輪依次對曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一被輥壓的部位相對于前一被輥壓的部位逐漸遠(yuǎn)離曲面板材的中間部位，并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(jìn)行輥壓， 然后逐漸由兩端向中間對曲面板材進(jìn)行輥壓；具體過程可以包括采用多組輥輪依次對曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一被輥壓的部位相對于前一被輥壓的部位逐漸遠(yuǎn)離第一端部或第二端部，并逐漸靠近曲面板材的中間部位。采用本發(fā)明實(shí)施例的方法，可以制得寬度較大的寬幅金屬平面板材，尤其可以制備寬幅鎂合金平面板材。利用本發(fā)明實(shí)施例的方法制備鎂合金平面板材可以具有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)制得的鎂合金平面板材帶產(chǎn)品性能良好、設(shè)備投資小、能耗低、成品率高、生產(chǎn)成本低。
(2)可以大規(guī)模生產(chǎn)性能良好的寬幅鎂合金平面板材。(3)制得的鎂合金平面板材的寬度可以是擠壓機(jī)出口寬度的幾倍，在擠壓機(jī)噸位相同的情況下，生產(chǎn)出的板材寬度比現(xiàn)有的擠壓方法制得的板材寬度更寬。如4500噸擠壓機(jī)用現(xiàn)有的幾種方法生產(chǎn)出平面板材的寬度不超過500毫米，而用本發(fā)明的方法可生產(chǎn)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，由于制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。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬平面板材的制備方法，其特征在于，包括應(yīng)用擠壓設(shè)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(yīng)用寬展設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的金屬平面板材的制備方法，其特征在于，通過以下方法應(yīng)用寬展設(shè)備將所述曲面板材展開應(yīng)用拉伸寬展設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的金屬平面板材的制備方法，其特征在于，通過以下方法應(yīng)用寬展設(shè)備將所述曲面板材展開應(yīng)用輥壓寬展設(shè)備對所述曲面板材進(jìn)行輥壓處理，將所述曲面板材輥壓成所述平面板材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬平面板材的制備方法，其特征在于，所述輥壓寬展設(shè)備包括多組輥輪，每組輥輪包括兩個(gè)輥輪，所述兩個(gè)輥輪分別位于所述曲面板材表面的兩側(cè)； 所述輥輪的轉(zhuǎn)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(yīng)用輥壓寬展設(shè)備對所述曲面板材進(jìn)行輥壓處理包括應(yīng)用所述多組輥輪對所述曲面板材的每個(gè)部分進(jìn)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(yīng)用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一部位相對于前一部位逐漸遠(yuǎn)離所述第一端部或所述第二端部，并逐漸靠近所述曲面板材的中間部位；或者應(yīng)用所述多組輥輪依次對所述曲面板材的多個(gè)部位進(jìn)行輥壓處理，后一部位相對于前一部位逐漸靠近所述第一端部或所述第二端部，并逐漸遠(yuǎn)離所述曲面板材的中間部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的金屬平面板材的制備方法，其特征在于，所述擠壓設(shè)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(shù)個(gè)波峰和偶數(shù)個(gè)波谷。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的金屬平面板材的制備方法，其特征在于，所述擠壓設(shè)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(shù)個(gè)波峰和奇數(shù)個(gè)波谷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬平面板材的制備方法，包括應(yīng)用擠壓設(shè)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(yīng)用寬展設(shè)備將所述曲面板材展開，形成表面為平面的平面板材。本發(fā)明的金屬平面板材的制備方法，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(shè)備的擠壓筒直徑一定的情況下，能夠制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(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)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(yè)科技有限公司