一种镁及镁合金极薄带的轧制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种镁及镁合金极薄带的乳制方法。
【背景技术】
[0002]镁或镁合金是最轻的金属材料之一，具有重量轻、比强度高、比刚度大、减振性好、不易老化等优点，并且其热疲劳性、导热性、阻尼性和切削性能优异，还能耐冲击、耐磨、屏蔽电磁，此外，镁合金易于回收，有利于环境保护。鉴于以上优异性能，镁或镁合金被广泛用于航空、航天、汽车工业、电子、通讯、医疗等领域。镁合金薄板主要应用于3C产品，如笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机等产品的壳体。而镁合金薄带及极薄带主要用于介入医学材料、镁电池、音响喇叭等产品，其优异的性能较铝或钛薄带及极薄带具有更大的市场潜力。
[0003]镁属于密排六方金属，只有3个几何滑移系和2个独立滑移系，晶体协调变形能力差，容易产生不均匀变形导致晶间断裂，故室温变形能力很差。当温度升高时，滑移面增多，塑性变形性能显著提高。镁合金的乳制对温度敏感，现有镁合金乳制工艺非常复杂，从板坯到薄板的过程需要经过热乳、粗乳、中乳、精乳，中间需要剪切、板坯再加热，由板坯到最终厚度一般需要20~50道次。目前，0.5 mm以下镁或镁合金薄带的加工困难，导致镁或镁合金薄带的价格昂贵，很大程度上限制了镁合金薄带的应用。目前国内外主要采用“铸乳+温车L”工艺，但铸乳工艺存在技术环节多、薄板性能不稳定等问题，在温乳过程中，镁或镁合金的表面质量较难控制；“挤压+乳制”工艺复杂，且受产品尺寸限制。也可以通过调整镁合金的成分来改善乳制工艺，如201310411975.9专利中，通过在镁中添加Er、Dy等元素，改善镁合金的塑性变形能力，但冶炼环节技术工艺较复杂，稀土元素价格昂贵，会导致镁合金的成本大幅度增加。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种镁及镁合金极薄带的乳制方法。本发明的技术方案为:
一种镁及镁合金极薄带的乳制方法，按照以下工艺步骤进行:
(1)将厚度为5~15mm的镁或镁合金板坯置于电阻炉中，在温度为350~550°C的条件下保温3~5h进行均匀化处理；
(2)将步骤(1)的镁或镁合金板坯加热至400~550°C，保温10~30min，采用二辊同步热乳工艺经7~12道次乳制，工艺参数为:乳制速度30~200 mm/s，道次压下率为10~30%，总变形率达90%以上，制备得到厚度为0.5-1.0 mm的镁或镁合金薄带；
(3)将步骤(2)的镁或镁合金薄带在200~450°C保温0.5~3h，冷却至室温后去除薄带表面氧化层及油污；
(4)采用可逆四辊异步冷乳工艺将步骤(3)的镁或镁合金薄带，经4~8道次减薄至厚度为0.05-0.08 mm,乳制工艺参数为:异速比1.01-1.2，工作辊直径30~100 mm,支撑辊直径120~300mm，乳制速度20~80 mm/s，道次压下率为15~20%，张力值小于等厚度镁或镁合金抗拉强度的1/2~1/3，总变形率在80%以上；
(5)采用负辊缝异步冷乳工艺将步骤(4)的镁或镁合金薄带，经5~10道次乳制减薄至1~5 μπι，乳制工艺参数为:异速比1.2-1.8，工作辊直径30~100 _，支撑辊直径120~300mm,乳制速度20~80 mm/s,道次压下率18~40%，张力值小于等厚度镁或镁合金抗拉强度的1/2~1/3，总变形率在90%以上，制备得到厚度为1~5 μπι的镁或镁合金极薄带。
[0005]所述步骤(1)的镁或镁合金板坯均匀化处理后，镁合金板坯还要进行水淬，完成固溶处理。
[0006]所述步骤(2)的二辊同步热乳过程中辅以中间退火工艺，即每乳制1~3道次后对镁或镁合金板坯进行中间退火，中间退火温度为300~450°C，保温时间为5~10 min。
[0007]所述步骤(5)的负辊缝异步冷乳工艺为，室温条件下两工作辊充分压靠，发生较大的弹性压扁，在该状态下进行镁或镁合金薄带的异步乳制过程。
[0008]本发明具有的优点和有益效果为:
1、本发明方法通过结合前期累积剧烈塑性变形和冷乳前的退火工艺，显著细化了镁或镁合金的平均晶粒尺寸，并充分利用薄带在0.05 mm厚度以下时的尺寸效应，有效解决了镁或镁合金极薄带边部裂纹产生和异速比过大引起的板形问题，实现镁或镁合金极薄带冷乳制作的同时提高了其在室温下的塑性变形能力，并且本发明方法对设备要求低，可降低生产成本和节省能源消耗。
[0009]2、本发明方法在镁或镁合金薄带的最后减薄阶段采用负辊缝异步冷乳工艺，利用普通的可逆四辊乳机替代价格昂贵且工艺复杂的森吉米尔乳机，大大降低的生产成本的同时简化了加工流程，并且最终制备的镁或镁合金极薄带厚度可达到1~5 μπι。
【附图说明】
[0010]图1为本发明镁及镁合金极薄带乳制工艺流程简图，其中Hi为同步乳制终止厚度，氏=0.5~lmm ;H2为异步乳制终止厚度，Η 2=0.05-0.08mm ;H3为负辊缝异步乳制终止厚度，H3=l ?5 μ m0
【具体实施方式】
[0011]本发明实施例中采用的电阻炉型号为:RXQ-15-10箱式电阻炉；
本发明实施例中采用的二辊同步热乳机为自制产品；
本发明实施例中采用的可逆四辊同步冷乳机为自制产品，参见专利CN 102989765 ； 本发明实施例中采用的负辊缝异步乳制机为自制产品，参见专利CN 102989765 ；
本发明实施例中采用的张力电机型号为:三相齿轮减速力矩电动机AJC 6334。
[0012]实施例1
制备厚度为1 ym的AZ31B镁合金极薄带，按照以下工艺步骤进行:
(1)将厚度为15mm的AZ31B镁合金板坯置于电阻炉中，在温度为350°C的条件下保温3h进行均匀化处理，然后进行水淬，完成固溶处理；
(2)将步骤(1)的AZ31B镁合金板坯加热至400°C，保温10min，采用二辊同步热乳工艺经7道次乳制，辅以中间退火工艺，工艺参数为:乳制速度30~200 mm/s，道次压下率为10-30%,总变形率达90%以上，每乳制3道次后对AZ31B镁合金板坯进行中间退火，中间退火温度为400°C，保温时间为5 min,制备得到厚度为0.5 mm的AZ31B镁合金薄带；
(3)将步骤(2)的AZ31B镁合金薄带在200°C保温3h，冷却至室温后去除薄带表面氧化层及油污；
(4)采用可逆四辊异步冷乳工艺将步骤(3)的AZ31B镁合金薄带，经4道次减薄至厚度为0.08 mm，乳制工艺参数为:异速比1.01-1.2，工作辊直径30 mm，支撑辊直径120 mm，乳制速度40 mm/s，道次压下率为15~20%，张力值为等厚度AZ31B镁合金抗拉强度的1/2，总变形率在80%以上；
(5)采用负辊缝异步冷乳工艺将步骤(4)的AZ31B镁合金薄带，经10道次乳制减薄至1 μ m，乳制工艺参数为:异速比1.2-1.8，工作辊直径30 mm,支撑辊直径120 mm,乳制速度20 mm/s,道次压下率18~40%，张力值为等厚度AZ31B镁合金抗拉强度的1/2，总变形率在90%以上，制备得到厚度为1 μ m的AZ31B镁合金极薄带。
[0013]本实施例制备的1 μπι AZ31B镁合金极薄带厚度偏差小，表面光洁度高，缺陷少，晶粒细小，组织均匀，乳制织构弱，能够满足制定用途需求。
[0014]实施例2
制备厚度为5 μπι的ΑΖ31镁合金极薄带，按照以下工艺步骤进行:
(1)将厚度为5mm的AZ31镁合金板坯置于电阻炉中，在温度为550°C的条件下保温3h进行均匀化处理，然后进行水淬，完成固溶处理；
(2)将步骤(1)的AZ31镁合金板坯加热至500°C，保温30min，采用二辊同步热乳工