軋制是生產(chǎn)鎂合金板材的主要方法之一，可靈活生產(chǎn)不同厚度和寬度的板材。軋制是塑性成形方法中制備鎂合金板材經(jīng)濟有效的方法，軋制過程可以細化晶粒，改善組織并顯著提高合金的力學性能，多年來已經(jīng)發(fā)展了許多種軋制技術。然而，目前鎂合金板材軋制技術還不成熟，軋后板材各向異性高，沖壓成形性差，邊緣開裂嚴重，材料利用率低，因此，需要通過研究鎂合金板材的軋制方法來促進鎂合金發(fā)展。
壓下制度是板材軋制制度核心的內(nèi)容，直接關系著生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。一般來說，鎂合金的壓下量分配主要取決于各種合金的加熱溫度及此溫區(qū)內(nèi)合金的強度和塑性指標、軋制速度、軋輥大安全負荷、軋輥直徑大小等因素。道次壓下量和總變形量均對鎂合金軋制板材的組織和性能有很大影響。增大道次壓下量和總變形量有利于細化晶粒，提高力學性能。但當壓下量超過其臨界變形程度時，在軋板表面或邊部容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。若軋制前板材內(nèi)具有織構，則坯料的厚度對軋板的微觀組織和力學性能也會造成一定的影響。其原因在于當坯料厚度不同時，軋板法向與軋制合力之間的火角也會有所差異，使各種塑性變形機制的作用發(fā)生改變。
鎂合金在軋制過程中易形成(0001)基面織構，成品板材通常具有很強的各向異性，這對沖壓特別是拉深極為不利。采用交叉軋制的方法（即在軋制過程中，每軋一道次后將板材轉達90，再進行軋制），軋向和橫向交替變化，不僅可以使錠坯長寬比靈活配合，而且能導致晶粒均勻化和等軸化，降低各向異性、改善板材性能。
鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高、導電和導熱性能好、無磁性、屏蔽性好和等特點,同時也具有易于回收、可再生利用和環(huán)境友好等性能,因而鎂合金材料被譽為“21世紀的綠色結構材料”,在軍工、航空航天、交通工具、機械電子及3C電子產(chǎn)品等領域具有廣闊的應用前景[1].
按照加工方法,鎂合金可以分為鑄造鎂合金和變形鎂合金.鑄造鎂合金與變形鎂合金相比,其制備技術相對成熟,但產(chǎn)品力學性能明顯比變形鎂合金差,產(chǎn)品尺寸、形狀存在一定的限制,且容易產(chǎn)生組織缺陷,導致應用范圍受到很大的限制.因此,變形鎂合金的研究和生產(chǎn)已經(jīng)成為鎂工業(yè)發(fā)展的一個重要方向.
近年來,鎂合金板帶材的生產(chǎn)和研究成為鎂合金行業(yè)主要的熱點.但與常用的鋼鐵、銅、鋁等金屬相比,鎂合金板帶材在合號、生產(chǎn)技術、工業(yè)產(chǎn)量、市場應用、研究開發(fā)和工藝數(shù)據(jù)等方面存在較大差距,還處于規(guī)模開發(fā)與市場應用的初級階段[2].
制約鎂合金板材發(fā)展的因素很多,主要的是鎂的滑移系少,室溫塑性變形能力差,只有溫度升高到220 ℃以上時,鎂合金才能獲得較好的變形能力.因此,鎂合金熱加工過程中往往需要進行多次加熱.與擠壓件和鍛件生產(chǎn)相比,鎂板的軋制難度更大,主要體現(xiàn)在軋制過程中板材易產(chǎn)生裂紋、產(chǎn)品存在各向異性、道次壓下量小、生產(chǎn)效率低、成品率低等方面,但以軋制方式生產(chǎn)板材產(chǎn)品是鎂合金大規(guī)模開發(fā)和應用的重要標志.
目前,鎂合金板帶材市場需求和規(guī)?；瘧玫陌l(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、列車、客車、飛機等交通運輸行業(yè)輕量化需要的基本條件,這有賴于寬幅板材生產(chǎn)技術與裝備的進步.低成本化是鎂合金板材可以與其他材料競爭的重要條件.
為降低生產(chǎn)成本,國內(nèi)外都希望借鑒鋼鐵和銅、鋁等金屬板帶的生產(chǎn)經(jīng)驗,采用大鑄錠熱軋開坯進行帶式法生產(chǎn)的工藝路線,來提高成品率和生產(chǎn)效率,以降低鎂合金板帶材的生產(chǎn)成本.目前,在國家和行業(yè)政策引導下,在鎂合金板帶材研究及生產(chǎn)技術領域,“大鑄錠熱軋開坯”、“連續(xù)軋制”、“在線補熱”、“爐卷狀態(tài)軋制”、“卷式法生產(chǎn)”、“交叉軋制”、“搓軋工藝”、“連續(xù)鑄軋”、“連鑄連軋”、“溫間軋制”、“高溫沖壓”、“低溫大壓下”等新技術和新工藝的研究不斷深入,進而有力地推動了鎂及鎂合金板帶的研發(fā)、試制和應用.但是,總體來說,目前大部分新技術和新工藝仍以實驗室研究、試制為主,還沒有進行產(chǎn)業(yè)化并實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)與應用,尤其體現(xiàn)在鎂合金板帶卷式法生產(chǎn)方面.
我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)在稀土鎂輕質結構合金材料、高強高導熱鎂合金材料、高強高導電鎂合金材料、強鎂合金材料等11個方面的未來市場需求前景。面向2030年和2035年的階段性發(fā)展規(guī)劃，本文從提高自主創(chuàng)新能力、優(yōu)化資源配置、加強企業(yè)合作力度、構建完善的鎂合金材料整體研究體系、完善平臺建設等方面提出了促進我國鎂合金材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的相關戰(zhàn)略。后，從注重研究體系的構建、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局、構建高質產(chǎn)業(yè)、完善配套政策體系、構建精尖人才體系等方面提出了對策建議，以期滿足國民經(jīng)濟、國家重大工程和社會可持續(xù)發(fā)展對鎂合金材料的需求。
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