毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术的制作方法

专利名称：毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术的制作方法
技术领域：
本发明为一种毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，涉及金属材料及金属压力加工领域。
背景技术：
镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属结构材料，通过轧制加工变形获得镁合金板材占变形镁合金材料产品和产量的70％以上，利用镁合金板材生产的制品或构件可以应用于航天航空、兵器、交通运输、电子通讯、仪表、家电等各个领域。板材加工主要通过轧制技术实现，但由于镁的晶体结构为密排六方，其室温塑性变形仅限于基面{0001}<1120>滑移和{1012}<1011>孪生。因此，在轧制加工变形条件下，变形十分困难且容易发生开裂。在工艺上，由于镁合金板材的轧制加工非常困难，道次加工变形量很低，一般在10％~30％左右，尤其是针对使用范围广泛的、厚度在1mm以下的镁合金特薄板材，轧制加工非常困难，成材率低。专利03140924.5公开了一种镁合金板的改质方法以及镁合金板，该专利主要针对镁合金板材轧制变形工艺，并未涉及板材尤其是镁合金特薄板材加工及热处理技术。

发明内容
为了克服目前镁合金薄板轧制加工困难和板材成形的困难，本发明抓住镁合金板材轧制加工过程中塑性变形困难的主要问题加以针对性的技术改进。
本发明的技术解决方案是，一种毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，参见图1～4，先将变形镁合金锭坯预热至300℃～450℃，进行轧制，轧制变形速度控制较低，首次热轧变形量为10％～20％，使合金由铸态组织(见图1a)完全变成加工态组织(见图1b)，再把经首次热轧变形后的板坯放进加热炉中进行退火处理，使合金发生完全再结晶，获得细小的再结晶晶粒(见图2)，然后多次进行横轧-纵轧-再横轧-再纵轧操作(见图3，图中a～b图显示被加工品由厚变薄的轧制过程)，使横轧纵轧总变形量达到20％～40％，从而获得厚度1mm以下的镁合金薄板(见图4)。
所述变形镁合金锭预热保温时间为10小时以上。
在多次交替横轧纵轧过程中，轧制道次之间退火温度在300℃～400℃范围内，退火时间为20min～80min。
经上述操作，最终获得厚度1mm以下的镁合金薄板(见图4)。
本发明的有益效果是，由于采用轧制变形与热处理共同作用之技术，有效地控制变形程度、变形温度、变形速度和热处理温度，从而有效地克服了镁合金薄板轧制加工困难和板材成形的困难，获得了合格的镁合金板材。该技术特别适用于生产厚度在1mm以下的轧制变形镁合金薄板材料，最薄产品厚度可达0.2mm。完全达到了设计要求。


图1是本发明技术使镁合金由铸锭组织转变成加工态组织示意图。显示了经过首次加工后镁合金由图1a的铸态完全转变为图1b的加工态组织。
图2是本发明技术使镁合金板材经再结晶退火后由变形组织转变为无畸变的等轴晶组织。
图3是横轧-纵轧技术示意4是轧制后获得尺寸规格为厚0.25mm，长500mm，宽500mm镁合金薄板。
具体实施例方式
实施例1，以Mg-Al-Zn系AZ31镁合金为例，先将铸锭在310℃温度下进行热处理17h，然后进行热轧开坯，获得如图1b所示热轧加工组织，退火，退火温度为310℃，退火时间为60min，获得如图2所示无畸变晶粒组织，晶粒细小保证有后续加工变形能力。然后采用横轧-纵轧技术，横轧-纵轧法是先沿板坯纵轴方向进行轧制，将板坯轧制到所需尺寸后，将坯料旋转90°进行轧制，保证横轧-纵轧总变形量在25％以上，在转向轧制的同时，第一道次热轧变形时变形量控制在15％左右，然后再次进行退火。使合金变形均匀并减少板材的各向异性，最终经过该轧制及热处理技术加工获得的特薄镁合金板材(图4)，其尺寸规格厚度达0.25mm，长500mm，宽500mm，状态呈硬态，板形良好。
实施例2，以Mg-Al-Zn系AZ31镁合金为例，先将铸锭在340℃温度下进行热处理17h，然后进行热轧开坯，获得如图1b所示热轧加工组织，退火，退火温度为380℃，退火时间为40min，获得如图2所示无畸变晶粒组织，晶粒细小保证有后续加工变形能力。然后采用横轧-纵轧技术，横轧-纵轧法是先沿板坯纵轴方向进行轧制，将板坯轧制到所需尺寸后，将坯料旋转90°进行轧制，保证横轧-纵轧总变形量在15％以上，在转向轧制的同时，第一道次热轧变形时变形量控制在20％左右，然后再次进行退火。使合金变形均匀并减少板材的各向异性，最终经过该轧制及热处理技术加工获得的特薄镁合金板材(图4)，其尺寸规格厚度达0.35mm，长800mm，宽400mm，状态呈软态，板形良好。
权利要求
1.一种毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，其特征是先将变形镁合金锭坯预热至300℃～450℃，进行轧制，轧制变形速度控制较低，首次热轧变形量为10％～20％，使合金由铸态组织完全变成加工态组织，再把经首次热轧变形后的板坯放进加热炉中进行退火处理，使合金发生完全再结晶，获得细小的再结晶晶粒，然后多次进行横轧—纵轧—再横轧—再纵轧操作，使横轧纵轧总变形量达到20％～40％，从而获得厚度在1mm以下的镁合金薄板。
2.按照权利要求1所述的毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，其特征在于所述变形镁合金锭预热保温时间为10小时以上。
3.按照权利要求1所述的毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，其特征在于在多次交替横轧纵轧过程中，轧制道次之间退火温度在300℃～400℃范围内，退火时间为20min～80min。
全文摘要
一种毫米以下厚度镁合金薄板材轧制及热处理技术，先将变形镁合金锭坯预热至300℃～450℃，进行轧制，轧制变形速度控制较低，首次热轧变形量为10％～20％，使合金由铸态组织完全变成加工态组织，再把经首次热轧变形后的板坯放进加热炉中进行退火处理，使合金发生完全再结晶，获得细小的再结晶晶粒，然后多次进行横轧—纵轧—再横轧—再纵轧操作，使横轧纵轧总变形量达到20％～40％，从而获得厚度在1mm以下的镁合金薄板。有效地克服了镁合金薄板轧制加工困难和板材成形的困难。该技术特别适用于生产厚度在1mm以下的轧制变形镁合金薄板材料，最薄产品厚度可达0.2mm，完全达到了设计要求。
文档编号B23P23/00GK1788926SQ20041004706
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月17日 优先权日2004年12月17日
发明者余琨, 李凯旋, 黄仁泽 申请人:长沙市美克科技开发有限公司