專利名稱：一種鎂合金板材的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種金屬板材的軋制方法。
背景技術(shù)：
由于鎂合金具有質(zhì)量輕、強度高、剛性好、加工性能好、尺寸穩(wěn)定性高、抗沖擊、衰減性能好及易于回收等優(yōu)點，是制造汽車、航天航空、電子電器產(chǎn)品等器件的良好材料，使得鎂合金板材的軋制技術(shù)研究已經(jīng)成為材料加工領(lǐng)域的一個重要課題。但是軋制鎂合金板材工藝常常會遇到兩個問題，其一是鎂合金是密排六方晶體結(jié)構(gòu)，其滑移系少，塑性變形能力差，難以加工成形；其二是雖然在高溫下鎂合金能夠克服有限的滑移系，提高成形能力，但是氧化問題又非常嚴重。目前，傳統(tǒng)的鎂合金板軋制工藝是將鎂合金鑄造成錠，再擠壓成厚板，然后將厚板經(jīng)多道次軋制成形，獲得所需要的板材。熱軋存在對生產(chǎn)設(shè)備要求高，生產(chǎn)難度大，成品率低、成本高的問題，而且反復(fù)加熱晶粒會長大，鎂合金板材的力學(xué)性能會下降。冷軋時下軋量過大，鎂合金又極易開裂，會造成材料的極大浪費。目前，人們所研究的鎂合金板材主要是從合金組成方面來考慮，從軋制設(shè)備和工藝方面考慮的還不是很足，例如日本國立大學(xué)河村能人(CN102 822366A)的鎂合金板材在軋制是要求要有長周期疊加結(jié)構(gòu)相，從合金組成來考慮，但是條件比較苛刻，應(yīng)用范圍有限；沼野正禎號(CN101925682A)的鎂合金板材也是從鎂合金組成方面考慮，對于所加入元素的直徑有很高的要求，應(yīng)用起來也不是很容易；張錚(CN102586561A)提出了一種高強度鎂合金板材的加工工藝，這種工藝比傳統(tǒng)的工藝好了很多，但是仍然要反復(fù)加熱，反復(fù)軋制，晶粒會長大，板材又極易開裂。水田桂司(CN1158762A)提供的熱軋設(shè)備，能夠防止軋制過程中軋材質(zhì)量的降低，但是設(shè)備要求過高，經(jīng)濟性能又不是很好。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種操作簡單、無需加熱、成品率高的鎂合金板材的軋制方法。本發(fā)明主要是用波紋板和平板作為上下軋板，通過五次軋制，最終獲得晶粒均勻，力學(xué)性能好的鎂合金軋制板材。本發(fā)明的軋制方法如下:將鎂合金鑄錠在0.45Tm固溶處理IOh后，使用板式軋機進行軋制，上下軋板分別為波紋板和平板，它們均為模具鋼板，波紋板的每個波紋符合正選曲線，波紋的高度為2_5mm,每兩個波峰之間的距離為10-20mm,厚度為20-30mm,平板的厚度為20_30mm。軋制速度為0.08-lmm/min，每步軋制的下軋量為待軋件厚度的5%_20%。軋制共需要五步:1.上軋板為波紋板，下軋板為平板，將上述鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；2.將上述第一步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述經(jīng)過軋制的鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；3.將上述第二步的上下軋板交換位置,上軋板為波紋板,下軋板為平板,與第一步相比，上軋板的波紋與第一步的交錯；將上述軋制成的厚板放在上下軋板之間繼續(xù)進行軋制；4.將第三步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制；
5.上下軋板均為平板，將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制，制備成
0.5-2mm的鎂合金板材。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:1、操作簡單，安全性高，成品率高，適合規(guī)模化生產(chǎn)。2、軋制過程材料不需要加熱，而且可以避免由于下軋量過大而引起的開裂，有效避免晶粒長大。3、生產(chǎn)的鎂合金板材晶粒均勻，延展性好，各向異性低，腐蝕性能好。


圖1為本發(fā)明的波紋板示意簡圖，其中d為波紋的高度，λ為波紋的寬度；圖2為本發(fā)明軋制過程示意圖；圖3為本發(fā)明實施例1軋制的Mg-5Sn-0.6Gd板材圖，(a)為橫截面；(b)為軋制面；圖4為本發(fā)明實施例2軋制的Mg-1.5Ca-l.5Y板材金相圖；圖5為本發(fā)明實施例1、2和3軋制的三種板材的延伸率柱狀示意圖。
具體實施例實施例1: 將Mg-5Sn-0.6Gd鑄錠在0.45Tm (290°C )固溶處理IOh后，使用板式軋機進行軋制，上下軋板為波紋板和平板，均為模具鋼板，如圖1所示，波紋板的每個波紋符合正選曲線，波紋的高度d為2mm,每兩個波峰之間的距離λ為10mm,厚度為25mm,平板的厚度為25mm。軋制速度為0.08mm/min，每步軋制的下軋量為待軋件厚度的5%。軋制過程如圖2所示:1、上軋板A為波紋板，下軋板C為平板，將上述鑄錠B放在上下軋板之間進行軋制；2、將上述第一步的上下軋板交換位置,上軋板A為平板,下軋板C為波紋板,將上述經(jīng)過軋制的鑄錠B放在上下軋板之間進行軋制；3、將上述第二步的上下軋板交換位置，上軋板A為波紋板，下軋板C為平板，與第一步相比，上軋板的波紋與第一步的交錯；將上述軋制成的厚板B放在上下軋板之間繼續(xù)進行軋制；4、將第三步的上下軋板交換位置,上軋板A為平板,下軋板C為波紋板,將上述軋制板B放在上下軋板之間進行軋制；5、上軋板A和下軋板C均為平板，將上述軋制板B放在上下軋板之間進行軋制，制備成1.3mm的鎂合金板材。從圖3中可以看出軋制后Mg-5Sn_0.6Gd板材的宏觀厚度達到了 1.3mm,而且軋制板的邊緣非常平整，從圖5(a)中可以看出軋制后得到的Mg-5Sn-0.6Gd板材的延伸率達到了 23%左右。實施例2:將Mg-1.5Ca-l.5Y鑄錠在0.45Tm (277°C )固溶處理IOh后，使用板式軋機進行軋制，上下軋板為波紋板和平板，均為模具鋼板，波紋板的每個波紋符合正選曲線，波紋的高度d為5mm,每兩個波紋中間的距離λ為20mm,厚度為30mm,平板的厚度為30mm。軋制時使用板式軋機，軋制速度為lmm/min，每步軋制的下軋量為待軋件厚度的20%。軋制共需要五步:1、上軋板為波紋板，下軋板為平板，將上述鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；2、將上述第一步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述經(jīng)過軋制的鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；3、將上述第二步的上下軋板交換位置，上軋板為波紋板，下軋板為平板，與第一步相比，上軋板的波紋與第一步的交錯；將上述軋制成的厚板放在上下軋板之間繼續(xù)進行軋制；4、將第三步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制；5、上下軋板均為平板，將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制，制備成0.5mm的鎂合金板材。從圖4中可以看出軋制后Mg-1.5Ca-l.5Y板材的晶粒細小，從圖5 (b)中可以看出軋制后Mg-1.5Ca-l.5Y板材的延伸率達到了 26%左右。實施例3:將Mg-3Zr-l.5Ho鑄錠在0.45Tm (281°C)固溶處理IOh后，使用板式軋機進行軋制，上下軋板為波紋板和平板，均為模具鋼板，波紋板的每個波紋符合正選曲線，波紋的高度d為3.5mm,每兩個波峰之間的距離λ為14mm,厚度為20mm,平板的厚度為20mm。軋制速度為0.13mm/min，每步軋制的下軋量為待軋件厚度的12%。軋制共需要五步:1、上軋板為波紋板，下軋板為平板，將上述鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；2、將上述第一步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述經(jīng)過軋制的鑄錠放在上下軋板之間進行軋制；3、將上述第二步的上下軋板交換位置,上軋板為波紋板,下軋板為平板,與第一步相比，上軋板的波紋與第一步的交錯；將上述軋制成的厚板放在上下軋板之間繼續(xù)進行軋制；4、將第三步的上下軋板交換位置,上軋板為平板,下軋板為波紋板,將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制；5、上下軋板均為平板，將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制，制備成2mm的
鎂合金板材。 從圖5(c)中可以看出軋制后的Mg-3Zr_l.5Ho板材的延伸率達到了 29%左右。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金板材的軋制方法，其特征在于:將鎂合金鑄錠在0.45Tm固溶處理IOh后，使用板式軋機進行軋制，上下軋板分別為波紋板和平板，它們均為模具鋼板，波紋板的每個波紋符合正選曲線，波紋的高度為2-5mm，每兩個波峰之間的距離為10_20mm，厚度為20-30mm,平板的厚度為20_30mm。軋制速度為0.08-lmm/min,每步軋制的下軋量為待軋件厚度的5%-20% ； 軋制共需要五步: .1、上軋板為波紋板，下軋板為平板，將上述鑄錠放在上下軋板之間進行軋制； .2、將上述第一步的上下軋板交換位置，上軋板為平板，下軋板為波紋板，將上述經(jīng)過軋制的鑄錠放在上下軋板之間進行軋制； .3、將上述第二步 的上下軋板交換位置，上軋板為波紋板，下軋板為平板，與第一步相t匕，上軋板的波紋與第一步的交錯；將上述軋制成的厚板放在上下軋板之間繼續(xù)進行軋制； .4、將第三步的上 下軋板交換位置，上軋板為平板，下軋板為波紋板，將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制； .5、上下軋板均為平板，將上述軋制板放在上下軋板之間進行軋制，制備成0.5-2mm的鎂合金板材。
全文摘要
一種鎂合金板材軋制方法，其是將鎂合金鑄錠固溶處理后，用板式軋機進行軋制，上下軋板為波紋板和平板，波紋高度為2-5mm，每兩個波峰間距為10-20mm，厚度為20-30mm，平板厚度為20-30mm；軋制速度為0.08-1mm/min，每步軋制的下軋量為待軋件厚度的5%-20%；軋制分五步第一步是上軋板為波紋板，下軋板為平板；第二步是將第一步的上下軋板交換位置；第三步是上軋板為波紋板，下軋板為平板，上軋制板的波紋與第一步的波紋交錯；第四步是將第三步的上下板交換位置；第五步是上下板都為平板。本發(fā)明操作簡單，安全性高，成品率高，生產(chǎn)的鎂合金板材晶粒細小均勻，具有優(yōu)良的力學(xué)性能。
文檔編號B21B1/30GK103212572SQ20131013218
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者彭秋明, 蔡康樂, 劉日平, 付輝 申請人:燕山大學(xué)