由于鎂合金密度低、比強(qiáng)度與比剛度高，具有減震等優(yōu)點(diǎn)，鎂合金在車輛工業(yè)，電子工業(yè)、印刷工業(yè)、體育器材玩具制造業(yè)、航空、航天及國防工業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。鎂合金板(帶)材是車輛輕量化的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料，是高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品，因此鎂合金是國家鼓勵的產(chǎn)業(yè)。

　　由于密排六方結(jié)構(gòu)的鎂及鎂合金塑性變形最大障礙是室溫滑移系少，宏觀表現(xiàn)是塑性較差。室溫時(shí)，鎂晶體幾何滑移系不能充分滿足變形條件的要求，只有當(dāng)溫度升高到220℃以上時(shí)，鎂合金才能獲得較好的變形能力。因此在軋制鎂合金板材時(shí)，熱軋加工需要進(jìn)行重復(fù)的加熱。與擠壓材和鍛件生產(chǎn)相比，板材的軋制難度更大，因此，鎂合金板材的價(jià)格居高不下，嚴(yán)重制約著鎂合金板材的應(yīng)用與市場開拓。開發(fā)高效經(jīng)濟(jì)的鎂合金板帶加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鎂合金板材主導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，顯著地降低鎂合金板材的生產(chǎn)成本，擴(kuò)大鎂合金的市場和產(chǎn)量，已經(jīng)成為行業(yè)共識。國家在“十一五”和“十二五”期間在解決鎂合金板帶材生產(chǎn)中的關(guān)鍵共性技術(shù)進(jìn)行了大量研究，并取得了一系列進(jìn)展。但總體上，目前鎂合金板材產(chǎn)品與生產(chǎn)技術(shù)都亟待突破。

　　鎂合金板帶材生產(chǎn)技術(shù)簡介

　　鎂合金板材不僅生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，技術(shù)含量和附加值高，而且也是鎂合金大量應(yīng)用的重要方向。目前鎂合金板材的生產(chǎn)有以下三種方法：鑄錠開坯軋制法、擠壓開坯軋制法和雙輥鑄軋法。擠壓開坯法主要用于生產(chǎn)薄板，但板材的寬度受到限制。鑄軋法是低成本鎂合金板材生產(chǎn)工藝，但比鋁鑄軋困難，主要原因是分流困難，氧化夾雜難以控制，同時(shí)也存在合金元素偏析等問題，產(chǎn)品質(zhì)量不如軋制法，且目前還處于探索階段，要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走，要實(shí)現(xiàn)寬幅板材的鑄軋生產(chǎn)更是難上加難。鑄錠開坯軋制法盡管是傳統(tǒng)的鎂合金板材生產(chǎn)方法，但優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)的規(guī)格多，不僅可以生產(chǎn)鎂合金厚板，也可以進(jìn)一步軋制成薄板，并且可以生產(chǎn)寬幅板材，而寬幅板材是鎂合金應(yīng)用最具戰(zhàn)略意義的方面。但用該方法進(jìn)行板材軋制成材率很低，造成生產(chǎn)成本很高，因此價(jià)格因素已經(jīng)成為限制鎂板應(yīng)用的瓶頸之一。板材軋制低成材率不僅與鎂合金塑性差有關(guān)，還嚴(yán)重依賴于板坯質(zhì)量，即高質(zhì)量板坯是提高鎂合金板材質(zhì)量與成材率的十分重要的因素。

　　目前鎂合金板帶材市場需求和規(guī)?；瘧?yīng)用形成的發(fā)展趨勢是寬幅化和低成本化。寬幅化是鎂合金板材滿足汽車等交通運(yùn)輸工業(yè)輕量化需要的基本條件，這有賴于寬幅板材生產(chǎn)技術(shù)與裝備的進(jìn)步;低成本化是鎂合金板材可以與其它材料競爭的重要條件，這也同時(shí)要求生產(chǎn)技術(shù)與裝備的革新。

　　為降低生產(chǎn)成本，發(fā)達(dá)國家都借鑒鋼和鋁合金的板帶生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用大鑄錠-軋制-帶式法生產(chǎn)的工藝路線，來提高成材率和生產(chǎn)效率，以降低鎂合金板材的生產(chǎn)成本。變形鎂合金寬幅板材在生產(chǎn)過程中，應(yīng)縮短工序流程，降低能耗、提高變形率，提高成材率。大規(guī)格板坯生產(chǎn)，低溫大壓下軋制和寬幅薄板溫軋等技術(shù)的研發(fā)關(guān)鍵是相關(guān)設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)。其中，板型板厚控制、輥溫控制、變形速率和變形量之間的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，以及寬幅薄板的矯平和卷曲技術(shù)是重要關(guān)鍵。

　　公司鎂合金板材研發(fā)簡況

　　營口銀河鎂鋁合金有限公司自2003年底開始進(jìn)行鎂合金板材的生產(chǎn)試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)鎂合金板的方法是選用鑄錠-擠壓開坯-熱軋-溫軋工藝路線。由于受到設(shè)備及其配置的限制，擠壓的帶材在寬度上受到了制約，很難滿足客戶對大尺寸寬幅板的需求，同時(shí)在生產(chǎn)效率和質(zhì)量上也很難保證用戶要求。

　　2009年是共識發(fā)展的重要年份。經(jīng)過多年的試驗(yàn)與研發(fā)積累，公司當(dāng)年年底開始建設(shè)年產(chǎn)2000噸寬幅鎂合金板材的生產(chǎn)線，在2011年3月基本完成生產(chǎn)線建設(shè)。研制出大規(guī)格鎂合金扁坯(如圖1所示);采用1725mm四輥可逆軋機(jī)，在2011年7月試軋出幅寬1200mm、厚度8mm和幅寬1600mm、厚度35mm的鎂合金熱軋板;最大道次壓下率超過50%，2012年鎂合金寬幅板材熱軋生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，可生產(chǎn)寬度小于1600mm，厚度在6mm~100mm的鎂合金中厚板(如圖2所示)，并已經(jīng)出口美國。

　　圖1 350mmx1200mm大規(guī)格扁坯

　　圖2 寬幅1500mm的鎂合金中厚板

　　2012年7月開始1650mm六輥冷軋機(jī)的調(diào)試，9月開始進(jìn)行鎂合金寬幅薄板的低溫大壓下軋制工業(yè)試驗(yàn)，11月實(shí)現(xiàn)最小厚度為1.0mm，寬幅1000mm,卷重500kg的鎂合金板帶材的試軋制(如圖3所示)。經(jīng)過一年多的試驗(yàn)與調(diào)試，目前已經(jīng)試軋出寬度小于1500mm的鎂合金薄卷板(如圖3)，可軋到厚度0.6-1.5mm，寬度1.2-1.5m ,卷重可達(dá)500～1000kg(如圖4所示)。

　　圖3冷軋機(jī)軋制卷板現(xiàn)場

　　圖4 1500mm寬幅鎂合金薄卷板

　　鎂合金寬幅薄卷板軋制主要工藝

　　實(shí)現(xiàn)鎂合金寬幅薄卷板生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾方面：

　　(1)鎂合金低頻電磁半連續(xù)鑄造技術(shù)：該技術(shù)具有組織細(xì)晶化、成分均勻化和抑制熱裂等顯著技術(shù)效果，是實(shí)現(xiàn)能夠滿足鎂合金寬幅薄卷板生產(chǎn)的高質(zhì)量鎂合金板坯制備的關(guān)鍵和基礎(chǔ);

　　(2)低溫大壓下軋制技術(shù)：該技術(shù)可以顯著降低板坯和軋輥的溫度及其不均勻所造成的影響,提高變形均勻性，降低板材不同部位與方向的組織不均勻性，提高塑性成形能力，改善鎂合金中厚板的冶金質(zhì)量，提高開坯成材率和生產(chǎn)效率;

　　(3)低溫大壓下帶張力軋制技術(shù)：該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軋制溫度低于300°C，道次壓下量達(dá)到55%-75%的卷板軋制，軋制速度可達(dá)65m/min且卷板低邊裂小，同板差<0.02mm，并且該卷板可實(shí)現(xiàn)冷開卷和冷矯平。生產(chǎn)的卷板力學(xué)性能均超過國家標(biāo)準(zhǔn)。2.2mm厚AZ31鎂合金板材力學(xué)性能σb:250Mpa,σ0.2:157Mpa，δ>25%均超過國家標(biāo)準(zhǔn)。