[实用新型]一种镁合金轧制时板带在线加热装置

说明书

本实用新型公开了一种镁合金轧制时板带在线加热装置，包括感应加热装置、燃气加热装置以及安装在镁合金轧制入口与出口处的红外测温仪，红外测温仪用于实时监测镁合金在线温度，与感应加热装置、燃气加热装置的控制系统相连接，通过设定目标温度来闭环控制整个加热系统，感应加热装置采用中频感应加热方式，包括变频装置、感应加热的炉体和炉前控制装置；燃气加热装置包括燃烧室、打火电极、打火控制系统和分气缸，感应加热的炉体与燃气加热的燃烧室上下分布，待轧镁合金板带从二者中间穿过并进入轧辊进行轧制。本实用新型可快速、高效地将镁合金温度控制在最佳轧制温度范围之内，同时可改善待轧镁合金板带的温度均匀性，达到板型控制的目的。

技术领域

本实用新型涉及镁合金薄板轧制成型的加工装备，具体是一种镁合金轧制时板带在线加热装置。

背景技术

镁合金是结构材料中最轻的金属，近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域，同时这些领域对其性能及效率的要求也在不断提高。传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，而通过挤压、锻造、轧制等工艺生产的变形镁合金产品具有更高的强度、更好的延展性、更多样化的力学性能。其中，轧制作为镁合金塑性加工的重要手段得到了长足的发展。

镁合金为密排六方结构，特别是其轴比c/a＝1.624,接近理想的轴比c/a＝1.63，因此多晶镁合金一般只能通过基面滑移和孪晶进行塑性变形，独立滑移系少，其室温下的塑性变形主要由基面上的两个独立的滑移系来执行，而根据Von Mises判据，一般多晶体材料至少要5个独立的滑移系开动才能进行稳定的塑性变形。室温下，镁合金基面上滑移系数目远远不能满足Von Mises判据要求，所以镁合金在外力作用下晶粒间变形协调能力不足，室温下变形困难，塑性、韧性差。

变形温度是影响镁合金的塑性变形能力的关键因素，温度高于225℃，非基面滑移系开动所需的临界分切应力大大降低，因而会激活棱面和锥面滑移，这使镁合金呈现明显的延性转变，塑性显著提高。另一方面，镁合金的固态成形是一个复杂的高温塑性变形过程，镁合金在高温变形过程中发生动态再结晶，再结晶产生了新晶粒使材料细化，同时又消耗了形变中产生的畸变能，这些大大改善了镁合金的进一步变形能力，通过晶粒细化，变形过程中除晶粒发生变形拉长外，还会发生显著的晶界滑移、转动和转动，从而塑性大大提高，甚至获得超塑性。由此可见，选择合理的热加工参数，细化再结晶晶粒对镁合金轧制有重要的意义。

镁合金塑性成形对温度特别敏感，其塑性成形温度区间较窄，一般在300～450℃的区间内，当成形温度低时，镁合金的变形能力差，易产生冷裂纹；温度过高时，合金中的某些低熔点相可能在成形的过程中熔化，在应力作用下易产生热裂纹，此外，成形温度过高也会造成零件显微组织的晶粒粗大，直接影响材料服役的性能。

电磁感应加热技术是一种新型的加热技术，其依靠高频交变电流感应磁场，而高频交变磁场又在工件中产生涡流的机理来实现工件的迅速发热，从而达到加热的目的。与传统的接触式加热相比，感应加热装置，其安全可靠、环保、节能、高效、智能可控性等优点使其被广泛应用在航空航天、汽车制造、有色金属铸造、金属表面的淬火及回火等各个领域。

将一个线圈通以交变电流，在线圈周围便会产生交变磁场，若再将一导体(工件)置于该交变磁场中，则导体中将产生感应电流，感应电流的频率与线圈中电流的频率相同。由于零件本身有阻抗，当有电流通过时便会发出热量，所以感应加热时零件是依靠在其自身中流通的感应电流(涡流)产生热量而被加热的。但导体中通过交变电流时会产生“集肤”效应，使截面上电流的分布不均匀，即表层的电流密度大，而心部的电流密度小，并且这种不均匀程度随电源电流频率的增大而增大。

根据感应加热电源电流频率的不同，可将感应加热分为低频感应加热、中频感应加热、超音频感应加热、高频感应加热、超高频感应加热，随电源电流频率的提高，加热效率提高但加热层深度减小。