一种镁合金箔材五辊异径轧机装置的制作方法

本实用新型涉及金属轧制加工领域，尤其涉及一种镁合金箔材五辊异径轧机装置。

背景技术：

板带轧机一般按轧辊辊系中的轧辊数量分类，例如二辊轧机、三辊轧机、四辊轧机、五辊轧机、六辊轧机、十辊轧机、十二辊轧机、二十辊轧机等。三辊轧机又称为劳特轧机，其上下支撑辊传动，在上下工作辊中间有一个直径较小的被动工作辊。四辊轧机是上下各一支工作辊和支撑辊，其构造简单，辊系纵向刚度较大。五辊轧机是变形了的三辊轧机，即在四辊轧机的基础上，又增加了一个被动的工作辊，其轧制形式同三辊轧机。

为了得到难变形金属箔材并获得有利于后续变形的晶粒取向，所用轧机需要具有较小的辊径、较大的张力或采用异步轧制的方法。镁合金为密排六方结构，在室温下只有两个基面滑移系可以开动，当变形温度升高到225℃时，其它如柱面、锥面滑移系开始启动，塑性提高。因此镁合金箔材在轧制时一般需要温轧，温度范围为200-280℃。采用小辊径的多辊轧机时，其结构复杂，调整不方便，很难保证轧制精度和获得平整的箔材。

采用异步轧制镁合金箔材时，一般需要分别驱动上、下工作辊，并使上、下工作辊的线速度不同，从而使变形区内形成异步轧制。由于镁合金的材料强度低，镁合金箔材在异步轧制时表面容易产生掉屑现象，板型不好控制。另外，异步轧制需工作辊传动，工作辊的直径不能太小，轧辊不能太宽，否则工作辊容易扭断。而采用普通的四辊轧机，如果工作辊辊径过小，其横向刚度变差，而采用大直径工作辊，又很难轧制出镁合金箔材。另外，采用对称轧制时，镁合金板带容易形成不利于后续冲压变形的0001织构，而为了获得有利的晶粒取向，镁合金箔材一般采用不对称轧制或交叉轧制等方法，例如使两个工作辊轴线错开一定距离，或使轧制方向变换90度等。

技术实现要素：

本实用新型提出一种镁合金箔材五辊异径轧机装置，可以克服异步轧机和多辊轧机的缺点，结合了多辊轧机的小辊径高横向刚度及四辊轧机纵向高刚度的优点。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：

本实用新型目的之一：一种镁合金箔材五辊异径轧机装置, 其特征在于,该轧机装置的辊系采用五辊结构，包括工作辊一、工作辊二、支撑辊一、支撑辊二和支撑辊三，所述工作辊一位于所述工作辊二的正上方，所述工作辊一的正上方设有支撑辊一，所述工作辊二的下方并排设有支撑辊二和支撑辊三，所述支撑辊一、支撑辊二和支撑辊三的直径相同；所述工作辊一通过轴承和轴承座与牌坊固定连接，所述工作辊二浮动在支撑辊二、支撑辊三和所述工作辊一之间。

本实用新型目的之二：一种镁合金箔材五辊异径轧机装置, 其特征在于,该轧机装置的辊系采用五辊结构，包括工作辊一、工作辊二、支撑辊一、支撑辊二和支撑辊三，所述工作辊一位于所述工作辊二的正下方，所述工作辊一的正下方设有支撑辊一，所述工作辊二的上方并排设有支撑辊二和支撑辊三，所述支撑辊一、支撑辊二和支撑辊三的直径相同；所述工作辊一通过轴承和轴承座与牌坊固定连接，所述工作辊二浮动在支撑辊二、支撑辊三和所述工作辊一之间。

所述工作辊一和工作辊二的直径比为（1-3）：1。

所述工作辊一和工作辊二的直径比优选值为1.5：1；1.8：1；2.0：1；2.5:1；2.8:1；3.0:1，分别能达到不同程度的非对称异径轧制效果，使镁合金织构组织得到弱化。

该装置单机可作为单机可逆轧机；或由多台单机组成连轧机组，其中最少包括一台该装置单机。

当由两台以上所述五辊异径轧机装置组成连轧机组时，相邻单机的辊系交错布置，工作辊一依工艺顺序交替位于轧件的上方和下方。

所述轧件为铜合金板带/箔材或铝合金板带/箔材中的任一种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1）轧机辊系结合了四辊轧机纵向高刚度和多辊轧机小辊径和横向高刚度的特点，轧机装置结构简单，减少轧机制造难度，使操作简便。

2）五辊结构可以方便地调整工作辊的辊径比，可以实现同步非对称轧制，减小轧制力，可轧制200mm以上的宽幅镁合金箔材。

3）由于两个工作辊的直径不同，其变形区形状为非对称形状，小工作辊侧的压下量大于大工作辊侧的压下量，形成了同步非对称轧制，这种轧制变形可以减小轧制力、弱化轧制织构，使轧制材料的成型性能得到提高。

附图说明

图1是本实用新型镁合金箔材五辊异径轧机装置实施例一结构示意图。

图2是本实用新型镁合金箔材五辊异径轧机装置实施例二结构示意图。

图3是本实用新型连轧机组的轧机辊系布置示意图。

图4是异径轧机非对称变形区示意图。

图1中：1-牌坊，2-压下装置，3-上支撑辊轴承座，4-支撑辊一，5-工作辊一，6-镁带，7-工作辊二，8-工作辊轴承座，9-支撑辊二，10-下支撑辊轴承座，11-支撑辊三。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本实用新型一种镁合金箔材五辊异径轧机装置实施例一示意图，该轧机装置的辊系采用五辊结构，牌坊1内由上至下，依次为压下装置2、上支撑辊轴承座3，上支撑辊轴承座3固定有支撑辊二9和支撑辊三11，再向下依次布置有工作辊二7、工作辊一5和支撑辊一4，工作辊一5的轴头安装在工作辊轴承座8中，支撑辊一4的轴头固定在下支撑辊轴承座10中，其中工作辊二直径60mm，辊面宽300mm，工作辊一直径120mm，辊面宽300mm，镁带6在工作辊二7和工作辊一5之间穿过，工作辊一与工作辊二的异径比为2:1。支撑辊一4、支撑辊二9和支撑辊三11的参数相同，均为直径160mm，辊面宽250mm。工作辊二7是浮动在支撑辊二、支撑辊三和工作辊一之间的。

该轧机辊系中的支撑辊二9和支撑辊三11水平且平行布置在上支撑辊轴承座3中，上支撑辊轴承座3为整体结构，其对支撑辊二9和支撑辊三11进行轴向和横向定位。压下装置2对工作辊二7、支撑辊二9和支撑辊三11同时压下。工作辊二7只有轴向固定，其横向和纵向位置由支撑辊二9和支撑辊三11形成的空间限制。工作辊一5和支撑辊一4分别固定在工作辊轴承座8和下支撑辊轴承座10中，它们的轴向和横向位置可以调整。

工作辊二7在支撑辊二9和支撑辊三11的带动下旋转，工作辊一5在支撑辊一4的带动下旋转，镁带6在两个旋转的工作辊中间完成非对称轧制变形，如图4所示。

实施例1中，采用单机可逆轧制。镁合金AZ31来料厚度0.3mm，宽250mm，轧制温度230℃，经12道次轧制，道次平均压下率12%，可得到厚0.08mm，宽200mm的镁合金箔材，其0001面织构强度为6.5，抗拉强度为220MPa，延伸率为12%。

见图2，是本实用新型一种镁合金箔材五辊异径轧机装置实施例二示意图，该轧机装置的辊系采用五辊结构，牌坊1内由上至下，依次为压下装置2、上支撑辊轴承座3，上支撑辊轴承座3上固定有支撑辊一4，再向下依次布置有工作辊一5、工作辊二7、支撑辊二9和支撑辊三11，工作辊二7的轴头安装在工作辊轴承座8中，支撑辊二9和支撑辊三11的轴头固定在下支撑辊轴承座10中。实施例2中，工作辊二7直径90mm，辊面宽500mm，工作辊一5直径135mm，辊面宽450mm，支撑辊一4、支撑辊二9和支撑辊三1这三个支撑辊参数相同，均为直径180mm，辊面宽500mm。镁带6在工作辊二7和工作辊一5之间穿过，工作辊一与工作辊二的的异径比为1.5:1。工作辊二7是浮动在支撑辊二、支撑辊三和工作辊一之间的。

该轧机辊系中的支撑辊二9和支撑辊三11是水平且平行布置在下支撑辊轴承座10中的，下支撑辊轴承座10为整体结构，其对支撑辊二9和支撑辊三11进行轴向和横向定位。压下装置2对支撑辊一4和工作辊一5同时压下。工作辊二7是浮动在支撑辊二9、支撑辊三11和工作辊一5之间的，工作辊二7的横向和纵向位置由工作辊一5、支撑辊二9和支撑辊三11形成的空间限制。工作辊一5和支撑辊一4分别固定在工作辊轴承座8和上支撑辊轴承座3中，其轴向和横向位置可调整。

工作辊二7在支撑辊二9和支撑辊三11的带动下旋转，工作辊一5在支撑辊一4的带动下旋转，镁带6在两个旋转的工作辊中间完成非对称轧制变形，如图4所示。

实施例2中，采用单机可逆轧制。镁合金AZ61来料厚度0.5mm，宽350mm，轧制温度260℃，经15道次轧制，道次平均压下率10%，可得到厚0.12mm，宽300mm的镁合金箔材，其0001面织构强度为7.1，抗拉强度为240MPa，延伸率为11%。

上述实施例中，轧机辊系结合了四辊轧机纵向高刚度和多辊轧机小辊径和横向高刚度的特点，轧机装置结构简单，制造难度低，而且操作简便。五辊结构可以方便地调整工作辊的辊径比，可以实现同步非对称轧制，减小轧制力，适用于200mm以上的宽幅镁合金箔材的轧制。

见图3，是本实用新型连轧机组的轧机辊系布置示意图，两台单机组成的连轧机组中上下辊系颠倒使用，即相邻单机的辊系交错布置，工作辊一5依工艺顺序交替位于轧件6的上方和下方，由于两个工作辊的直径不同，其变形区形状为非对称形状，小工作辊侧的压下量大于大工作辊侧的压下量，其目的是形成同步非对称轧制效果，这种轧制变形可以减小轧制力、弱化轧制织构，使轧制材料的成型性能得到提高。

本实用新型一种镁合金箔材五辊异径轧机装置也用于铜合金、铝合金等金属板带或箔材的轧制。

以上实施例仅是为详细说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本实用新型的保护范围，凡在不违背本实用新型的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本实用新型的保护范围之内。