專利名稱：一種高延展性鎂合金板帶的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，特指通過大壓下量沖鍛后進行軋制及退火制備高延展性鎂合金板帶的方法。屬于鎂合金加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂合金具有高比強、低密度和優(yōu)良電磁屏蔽性能等特點，在汽車、航空航天、國防等領(lǐng)域具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。但是，普通鎂合金板帶由鑄錠熱軋開坯制成，效率很低；而且熱軋態(tài)鎂合金板帶具有極強的基面織構(gòu)，很難通過后續(xù)常規(guī)的變形或退火工藝減輕或消除。這種基面織構(gòu)造成強烈的各向異性，嚴重限制了鎂合金板帶的應用范圍。目前，改善鎂合金板帶延展性的工藝主要有異步軋制、交叉軋制和雙向反復彎曲變形等。異步軋制主要弱化塑性好的鎂合金如AZ31等的基面織構(gòu)，但軋制過程中，板帶邊部易受附加拉應力作用，導致側(cè)裂，故不適于鑄態(tài)或塑性差的鎂合金如AZ91等；交叉軋制由于軋輥的寬度，限制了加工件的大小，難以規(guī)?；瘧?；雙向反復彎曲變形受板厚及軋輥排布的影響，難以使得沿板厚方向的基面織構(gòu)強度明顯下降，且變形區(qū)域較小，無法使整個板帶的基面織構(gòu)皆得到弱化。可見，這些工藝成本高、效率低，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。為鎂合金板帶的大規(guī)模應用，有必要提出一種弱化鎂合金板帶基面織構(gòu)且成本低、效率高并適于鑄態(tài)或塑性差的鎂合金的加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有生產(chǎn)鎂合金板帶技術(shù)存在的不足，提供一種工藝設計合理、設備要求簡單、操作方便，成本低、效率高，通過大壓下量沖鍛后軋制及退火制備高延展性鎂合金板帶的方法。本發(fā)明一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，包括下述步驟第一步、均勻化處理將鑄態(tài)或變形態(tài)鎂合金，加熱到均勻化處理溫度進行均勻化處理；第二步、沖鍛將第一步所得材料加熱到400 580°C，保溫10 60min，沖鍛，沖鍛后水淬，所述沖鍛的壓下量65 95% ；第三步、軋制將第二步所得的沖鍛件進行至少一道次溫軋和/或冷軋；第四步、退火將軋制后的板帶加熱到200 550°C，保溫5 300min進行退火后水淬。本發(fā)明一種高延展性鎂合金板帶的加工方法中，均勻化處理工藝參數(shù)為均勻化處理溫度400 550°C，保溫2 48h后空冷。本發(fā)明一種高延展性鎂合金板帶的加工方法中，所述冷軋的軋制溫度為室溫到、150°C時，道次壓下量8 25%，總壓下量15 50% ;所述溫軋的軋制溫度為150 350°C，道次壓下量15 45%，總壓下量25 70%。本發(fā)明通過高溫沖鍛，利用高溫激活非基面滑移弱化基面織構(gòu)并發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，利用沖鍛抑制高溫變形再結(jié)晶晶粒的長大，得到晶粒細小的沖鍛件；通過對沖鍛件溫軋或冷軋產(chǎn)生大量孿晶進一步迫使內(nèi)部晶粒發(fā)生偏轉(zhuǎn)和細化晶粒；經(jīng)退火后可獲得組織均勻細小，延展性得到大幅提升的鎂合金板帶。本發(fā)明一種高延展性鎂合金板 帶的加工方法具有以下幾大優(yōu)點I、本發(fā)明利用常規(guī)的鍛壓設備和平輥軋機即可實現(xiàn)，工藝設計合理，設備要求簡單，操作方便；2、本發(fā)明利用高溫沖鍛開坯，壓下量大，避免了熱軋開坯軋制道次數(shù)量多和基面織構(gòu)強的問題，大幅度提聞生廣效率；3、本發(fā)明利用對沖鍛件的大壓下量溫軋或冷軋，產(chǎn)生大量孿晶，進一步改變晶粒取向和細化晶粒，退火后，延伸率大幅提升；4、本發(fā)明利用高溫沖鍛，激活非基面滑移，解決了鑄態(tài)或塑性差的鎂合金如AZ91等熱軋開坯易開裂的問題，適用鎂合金范圍廣泛。綜上所述，本發(fā)明工藝設計合理，設備要求簡單，操作方便，成本低、效率高，有效地解決了鑄態(tài)或塑性差的鎂合金常規(guī)變形易開裂，及鎂合金板帶熱軋開坯效率低、退火難以改善織構(gòu)等問題，具有良好的工業(yè)應用前景。


附圖I (a)為本發(fā)明實施例I的鑄態(tài)AZ31鎂合金450°C沖鍛變形的顯微組織，壓下量 80%。附圖I (b)為本發(fā)明實施例I經(jīng)沖鍛的鑄態(tài)AZ31鎂合金在250°C溫軋后的顯微組織，軋制總壓下量為38%。附圖I (c)為本發(fā)明實施例I經(jīng)沖鍛及溫軋的鑄態(tài)AZ31鎂合金在350°C退火30min后的顯微組織。附圖1(d)為本發(fā)明實施例I的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖2為本發(fā)明實施例2的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖3為本發(fā)明實施例3的熱軋態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖4為本發(fā)明實施例4的ZM6鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖5為本發(fā)明實施例5的鑄態(tài)AZ91鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖6為本發(fā)明實施例6的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖7為本發(fā)明實施例7的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。附圖8為本發(fā)明實施例8的熱軋態(tài)AZ31鎂合金加工前后的室溫拉伸曲線。圖中，曲線I為實施例I的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線2為加工后的室溫拉伸曲線；曲線3為實施例2的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線4為加工后的室溫拉伸曲線；曲線5為實施例3的熱軋態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線6為加工后的室溫拉伸曲線；
曲線7為實施例4的ZM6鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線8為加工后的室溫拉伸曲線；曲線9為實施例5的鑄態(tài)AZ91鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線10為加工后的室溫拉伸曲線；曲線11為實施例6的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線12為加工后的室溫拉伸曲線；曲線13為實施例7的鑄態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線14為加工后的室溫拉伸曲線；曲線15為實施例8的熱軋態(tài)AZ31鎂合金加工前的室溫拉伸曲線，曲線16為加工后的室溫拉伸曲線；
具體實施例方式以下結(jié)合實施例旨在進一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。實施例I本實施例利用原材料為鑄態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)400°C均勻化退火24h后，平均晶粒尺寸約1000 μ m ;放入箱式電阻爐中加熱至450°C后，保溫20min，沖鍛后水淬，沖鍛壓下量80%，所得顯微組織如圖1(a);再將沖鍛件在250°C溫軋兩道次，道次壓下量20%，軋制總壓下量38%。從圖1(b)可見，絕大多數(shù)晶粒產(chǎn)生了大量孿晶；最后對軋板在350°C退火30min后水淬，獲得均勻細小的顯微組織(圖I (c))，平均晶粒尺寸約7. 5 μ m，室溫斷裂延伸率從原始鑄態(tài)11%提高到24. 6% (圖1(d))。實施例2本實施例利用原材料為鑄態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)400°C均勻化退火24h后，平均晶粒尺寸約1000 μ m，室溫斷裂延伸率11% ;放入箱式電阻爐中加熱至480°C后，保溫30min，沖鍛后水淬，壓下量84%;再將沖鍛件冷軋一個道次，軋制總壓下量20%;最后對軋板在200°C退火200min后水淬，室溫斷裂延伸率提高到23. 7% (圖2)。實施例3本實施例利用原材料為熱軋態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)500°C均勻化退火2h后，平均晶粒尺寸約30 μ m，溫斷裂延伸率15% (圖3);放入箱式電阻爐中加熱至550°C后，保溫20min，沖鍛后水淬，壓下量95%，；再將沖鍛件在250°C溫軋兩道次，道次壓下量25%，軋總制壓下量40% ;最后對軋板在300°C退火20min后水淬，室溫斷裂延伸率提高到27. 7% (圖3)。實施例4本實施例利用原材料為ZM6鎂合金。放入箱式電阻爐中加熱至500°C后，保溫20min,沖鍛后水淬，壓下量83%，；再將沖鍛件在200°C溫軋三道次，道次壓下量24%，軋制總壓下量65% ;最后對軋板在350°C退火30min后水淬，室溫斷裂延伸率從原始鑄態(tài)7. 3%提高到21.7%，約提高2倍(圖4)。實施例5本實施例利用原材料為鑄態(tài)AZ91鎂合金。經(jīng)400°C均勻化退火12h后，放入箱式電阻爐中加熱至450°C后，保溫60min，沖鍛后水淬，壓下量65 %，;再將沖鍛件在250°C溫軋兩道次，道次壓下量18%，軋制總壓下量28% ;最后對軋板在500°C退火5min后水淬，室溫斷裂延伸率從原始鑄態(tài)8. 7%提高到17. 6% (圖5)。實施例6本實施例利用原材料為鑄態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)400°C均勻化退火24h后，平均晶粒尺寸約1000 μ m，室溫斷裂延伸率11% ;放入箱式電阻爐中加熱至520°C后，保溫30min，沖鍛后水淬，壓下量86% ;再將沖鍛件冷軋四道次，道次壓下量14%，軋制總壓下量45% ;最后對軋板在250°C退火60min后水淬，室溫斷裂延伸率提高到23% (圖6)。 實施例7本實施例利用原材料為鑄態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)400°C均勻化退火24h后，平均晶粒尺寸約1000 μ m，室溫斷裂延伸率11% ;放入箱式電阻爐中加熱至560°C后，保溫30min，沖鍛后水淬，壓下量80% ;再將沖鍛件先冷軋一道次，道次壓下量10%，再在20(TC軋制兩道次，道次壓下量20%，總壓下量42% ;最后對軋板在250°C退火30min后水淬，室溫斷裂延伸率提高到25% (圖7)。實施例8本實施例利用原材料為熱軋態(tài)AZ31鎂合金。經(jīng)480°C均勻化退火4h后，平均晶粒尺寸約32 μ m，溫斷裂延伸率14% (圖8);放入箱式電阻爐中加熱至540°C后，保溫40min，沖鍛后水淬，壓下量90% ;將沖鍛件先在250°C軋制三道次，道次壓下量22%，再冷軋一道次，道次壓下量12%，軋制總壓下量68% ;最后對軋板在250°C退火30min后水淬，室溫斷裂延伸率提高到27. 9% (圖8)。
權(quán)利要求
1.一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，包括下述步驟 第一步、均勻化處理 將鑄態(tài)或變形態(tài)鎂合金，加熱到均勻化處理溫度進行均勻化處理； 第二步、沖鍛 將第一步所得材料加熱到400 580°C，保溫10 60min，沖鍛，沖鍛后水淬，所述沖鍛的壓下量65 95% ； 第三步、軋制 將第二步所得的沖鍛件進行至少一道次溫軋和/或冷軋； 第四步、退火 將軋制后的板帶加熱到200 550°C，保溫5 300min進行退火后水淬。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，其特征在于所述溫軋的軋制溫度為室溫到150°C時，道次壓下量8 25%，總壓下量15 50%;所述冷軋的軋制溫度為150 350°C，道次壓下量15 45%，總壓下量25 70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，其特征在于均勻化處理工藝參數(shù)為均勻化處理溫度400 550°C，保溫2 48h后空冷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高延展性鎂合金板帶的加工方法，即將鑄態(tài)或變形態(tài)鎂合金均勻化退火后，加熱到400～580℃保溫，沖鍛后水淬，壓下量65～95％；再對沖鍛件進行溫軋或冷軋并退火，軋制總壓下量15～70％，軋制溫度不超過350℃。本發(fā)明可將鑄態(tài)鎂合金的延伸率提升一倍以上，并獲得組織均勻、細小、穩(wěn)定的鎂合金板帶。與常規(guī)熱軋態(tài)鎂合金相比，該工藝顯著降低基面織構(gòu)強度，并細化晶粒，大幅提升鎂合金板帶延展性。本發(fā)明工藝設計合理、設備要求簡單、操作方便，成本低、效率高，有效地解決了鑄態(tài)或塑性差的鎂合金常規(guī)變形易開裂，及鎂合金板帶熱軋開坯效率低、退火難以改善織構(gòu)等問題，可實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號B21C37/02GK102632100SQ20121012422
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者張玉晶, 楊續(xù)躍, 霍慶歡, 馬繼軍 申請人:中南大學