一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法

文档序号:9314299阅读:764来源:国知局
一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及有色金属加工领域,特别涉及一种改善镁合金板材性能的挤压加工方 法。
【背景技术】
[0002] 镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍 以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金,主要用于 航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。镁合金具有低密度、高比强度和比刚度且易于回 收等优点。变形镁合金具有均匀细小的组织结构和更好的强韧性,目前普遍采用塑形加工 的方法提高镁合金的力学性能。
[0003] 热挤压成形是生产镁合金板材一种较简单的塑性加工方法,生产流程较短,容易 获得板材,生产效率高,灵活性大,得到形状和尺寸规格不同的镁合金产品。目前,镁合金挤 压板材大多采用对称正向挤压成形,由于镁合金为密排六方晶系,其基面是最密排面,导致 镁合金在挤压变形过程中基面平行于板材表面,形成较强的强基面织构。具有较强基面织 构的镁合金板材,其塑性加工和成形性能较差,不能够冲压或塑性加工成复杂镁合金型材。 另外,对于厚度大于3_的镁合金板材,普通加工使其板材具有较强的各向异性且强度偏 低,并且大部分工艺只是使厚板表面织构弱化,厚板本身还是各向异性较强,影响镁合金板 材的进一步应用。

【发明内容】

[0004] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法。为 此,本发明通过在挤压模具工作带处引入对板材侧向预变形的方法,该方法在镁合金板材 挤压过程中,垂直于板材厚度方向施加小量变形,使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒 发生偏转,弱化基面织构,从而改善挤压板材室温成形能力和厚板的各向异性。通过该方法 挤压镁合金板材得到的镁合金板材,基面织构强度降低,并且向旁边偏转发散。同时力学性 能得到提高,强度提高,塑性改善。这种方法不仅适用于厚度小于2mm的镁合金挤压薄板, 还适用于厚度为2-10mm的镁合金挤压厚板。
[0005] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0006] A.将镁合金铸锭加热保温,进行均匀化处理;
[0007] B.将步骤A获得的镁合金铸锭进行热挤压,在镁合金板材热挤压过程中,垂直于 板材厚度方向施加变形,通过引进侧向变形,调控板材侧向宽度变形率a k、侧向长度变形 率和Θ三个参数,其中a 开始板材宽度L。和最终板材宽度L的差值与L的比值, 为宽度为L。的板材工作带距离L JP宽度为L的板材工作带距离L 2的差值的绝对值与L i 的比值,Θ为宽度为L。的板材和宽度为L的板材工作带连接处的角度,a 10%, OS €^<〇. 2%,90° < θ〈180°。在镁合金板材挤压过程中,垂直于板材厚度方向施加 变形,使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒发生偏转,弱化基面织构,从而能够改善挤压 板材室温成形能力和厚板的各向异性。
[0008] 进一步,所述所述B步骤中a k= 3%,a L= 0,Θ = 135°。
[0009] 进一步,所述所述A步骤中加热温度为400-430°C,加热保温时间为2. 5-4h。
[0010] 进一步,所述B步骤中热挤压温度为350-430 °C。
[0011] 进一步,所述B步骤中镁合金板材的挤压比范围为20% -200%。
[0012] 进一步,所述A步骤中镁合金板材的厚度为0. 8-10_。
[0013] 进一步,所述A步骤中镁合金板材的厚度为0. 8-2mm。所述热挤压方式不仅适用于 厚度为〇. 8-2mm的镁合金薄板,还适用于厚度为2-10mm的镁合金厚板。并且,对于厚度大 于2_的挤压镁合金板材的基面织构也得到了很大弱化。
[0014] 进一步,所述B步骤中挤压镁合金板材的过程中,挤压速度为10-40mm/s。本发明 的另一个目的在于保护依据上述方法制得的镁合金板材。
[0015] 本发明的有益技术效果是:
[0016] 该发明通过在挤压模具工作带处引入对板材侧向预变形的方法,在镁合金板材热 挤压过程中,垂直于板材厚度方向施加变形,使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒发生 偏转,弱化基面织构,从而改善了挤压板材室温成形能力和厚板的各向异性。通过上述方 法,得到的镁合金的基面织构强度显著降低,并且向旁边偏转发散。同时力学性能得到提 高,塑性改善。这种方法不仅适用于厚度为0. 8-2mm的镁合金挤压薄板,还适用于厚度为 2-10mm的镁合金挤压厚板。
【附图说明】
[0017] 图1为镁合金挤压模具工作带出口处示意图。其中L。开始成形板材宽度,L为通 过缩短板材宽度引入侧向变形后板材最终宽度。1^为宽度为L。的板材工作带距离,L 2为宽 度为L的板材工作带距离。Θ为宽度为L。的板材和宽度为L的板材工作带连接处的角度。 图2为实施例2得到的挤压板材I和基面织构,图3为实施例2得到的挤压板材II的基面 织构。图4为实施例2得到的挤压板材I和挤压板材II的应力-应变曲线。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明的实施例进行详 细的描述。
[0019] 实施例1 一种改善镁合金板材塑性的方法,包括以下步骤:
[0020] A.将质量组成为 3. 07%A1、0. 78%Zn、0. 38%Mn、95. 77%]\%的圆柱形六231镁合 金铸锭,430°C加热保温2. 5h,进行均匀化处理;
[0021] B.将A步骤得到的镁合金分别用传统正向挤压模具(对照组)和引入侧向变形 挤压模具(实验组)挤压镁合金板材在430°C条件下进行热挤压加工处理。其中,实验组 垂直于板材厚度方向施加变形,通过引进侧向变形,调控板材侧向宽度变形率a k、侧向长 度变形率和Θ三个参数,其中α ,为开始板材宽度L。和最终板材宽度L的差值与L的 比值,为宽度为L。的板材工作带距离L JP宽度为L的板材工作带距离L 2的差值的绝对 值与1^的比值,Θ为宽度为L。的板材和宽度为L的板材工作带连接处的角度。a k为1%, Cil^=O. 2%,Θ =90°。挤压速度为40mm/s,板材厚度为0.8mm。在室温下测定挤压板材 基面织构强度和力学性能,测试结果如下表所示。
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