一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法
【专利摘要】本发明涉及一种镁合金加工方法，具体涉及一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，包括铣面处理、板材加热保温、轧辊加热保温、轧制和冷却步骤，其中轧制速度为10～100m/min，每道次轧制压下量为45％～80％。由于采用高速单道次大应变量轧制诱发明显的动态再结晶，生成充分细小的等轴晶粒，从而获得塑性和延展性大幅提升的镁合金板材，并且，由于省却了退火工艺，使得生产成本大大降低，更适合大规模的工业化生产。
【专利说明】-种高塑高延展性Mg-Al系镶合金板材的礼制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镇合金加工方法，特别涉及一种高塑高延展性Mg-Al系镇合金板 材的社制方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，航空、航天、汽车、3C产品W及军工等领域对镇合金的需求不断增长，对其 力学性能的要求也逐渐提高，传统的铸造镇合金已经渐渐无法满足需求。变形镇合金是由 铸造镇合金经挤压、社制、锻造等塑性加工工艺生产而成的镇合金产品，具有优良的力学性 能和抗腐蚀能力，但由于经过塑性加工，其成本却远高于铸造镇合金。
[0003] Mg-Al系镇合金是目前国内商用开发W及研究较为完善的镇合金体系，获得低成 本高塑性高延展性Mg-Al系变形镇合金板材意义重大。目前，商用的变形镇合金社制工艺 多采用多道次小压下量的社制方式，并且中间需要多次退火W恢复板材变形能力。由于变 形过程中产生明显的加工硬化，得到的镇合金板材塑性和延展性相对较低，不能直接作为 下一步冲压或锻造的原材料，需要先通过社后长时间低温退火或多次变形多次退火改善镇 合金的塑性变形能力。该类方法无疑会大幅增加镇合金板材的生产成本，同时，多道次的热 处理及热加工使得加工工艺复杂，加工效率低下。
[0004] 另外，对于镇合金板材社制工艺而言，社制温度、社制变形量W及道次间的热处理 方式是目前的主要研究参数，但社制速度控制往往被目前的研究及发明所忽略。目前，成熟 的镇合金板材社制工艺中，社制速度的范围主要集中在0. 5?lOm/min之间。在此社制速 度范围内所获得的社制板材通常强度较高，但塑性相对较差，不利于板材后期成型。如需对 此类社制板材进行冲压等塑性变形，需要进一步通过退火等热处理方式改善板材塑性。但 退火工艺往往温度较高，时间较长，大幅增加了塑性镇合金板材生产成本。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高塑高延展性Mg-Al系镇合金板材的社制 方法，此方法获得的板材具有高塑性及高延展性，并且由于省却了挤压变形和退火工艺，使 得加工效率大大提高，加工成本显著降低。
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] -种高塑高延展性Mg-Al系镇合金板材的社制方法，包括就面处理、板材加热保 温、社親加热保温、社制和冷却步骤，所述社制步骤中，社制速度为10?lOOm/min，每道次 社制压下量为45 %?80%。
[0008] 优选的，所述社制步骤中，社制速度为10?30m/min。
[0009] 优选的，所述社制步骤中，每道次社制压下量为60 %?80%。
[0010] 优选的，所述板材加热保温步骤为350?55(TC保温10?30min。
[0011] 优选的，所述社親加热保温步骤为300?35(TC保温5?lOmin。
[0012] 优选的，所述社制步骤中道次间对板材进行回温加热，加热温度为35(TC，保温时 间为IOmin。
[0013] 本发明的有益效果在于；本发明通过加大社机社親直径和提高电机功率实现高速 大应变量社制，将应变速率提高到10?l〇2s^l，使材料内部的变形方式变为W滑移为主导 的准动态变形，组织恢复再结晶能力明显增强，材料表现出加工软化的特点。另外，单道次 大应变量的变形诱发明显的动态再结晶从而生成充分细小的等轴晶粒，最后获得的镇合金 板材塑性和延展性大幅提升，甚至优于经退火工艺后制得的板材。再者，由于省却了退火工 艺，使得生产成本大大降低，更适合大规模的工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图：
[0015] 图1实施例1所得板材的微观组织形貌图；
[0016] 图2实施例2所得板材的微观组织形貌图；
[0017] 图3实施例3所得板材的微观组织形貌图；
[0018] 图4实施例4所得板材的微观组织形貌图；
[0019] 图5实施例5所得板材的微观组织形貌图；
[0020] 图6对比实施例所得板材的微观组织形貌图。
【具体实施方式】
[0021] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0022] 实施例1
[0023] 本实例采用的板材为AZ31镇合金热社制板材，具体成分为；Al ;2. 96wt. %，化： 0. 94wt. %，余量为Mg。板材宽度为50mm，厚度为5mm，长度为100mm。社制方法如下：
[0024] (1)将板材放入电阻炉中加热至525°C，保温IOmin ;
[00幼 似社親表面加热到30(TC，保温5min ;
[0026] (3)开始社制：社親直径0. 13m，社親转速30r/min，牵L制速度12. 2m/min，单道次压 下量为60 %，社制一道次得到厚度为2mm板材；
[0027] (4)社制完成后空冷。
[0028] 社制后板材微观组织形貌见图1，从图1可W看出，镇合金高速社制板材晶粒较为 均匀，晶粒尺寸相对较小。晶粒细化的主要原因是发生完全动态再结晶。相对于低速社制 而言，高速社制所得板材板面质量较好，组织细化明显。
[0029] 参照国标GB/T228. 1-2010对板材进行拉伸力学性能测试，结果见表1。
[0030] 实施例2
[0031] 本实例采用的板材为AZ31镇合金热社制板材，具体成分为；Al ;2. 96wt. %，化： 0. 94wt. %，余量为Mg。板材宽度为90mm，厚度为6mm，长度为200mm。社制方法如下： [00础 （1)将板材放入电阻炉中加热至350°C，保温30min ;
[003引 似社親表面加热到35(TC，保温IOmin ;
[0034] (3)开始社制：牵L親直径0. 3m,牵L親转速30r/min，牵L制速度28. 3m/min,单道次压 下量为60%，道次间进行板材回温处理，回温温度为35CTC，保温时间为lOmin，经过两道次 60 %压下量社制获得厚度为Imm板材；
[0035] (4)社制完成后空冷。
[0036] 社制后板材微观组织形貌见图2,图2材料晶粒细化程度相对于图1更加明显，说 明材料再结晶程度在社制速度提升后获得了加强，使得材料进一步软化。
[0037] 其它操作同实施例1。板材拉伸力学性能测试结果如表1所示。
[00測 实施例3
[0039] 本实例采用的板材为AZ80镇合金热挤压板材，具体成分为；Al ;7. 94wt. %，化： 0. 46wt. %，余量为Mg。板材宽度为55mm，厚度为3mm，长度为80mm。牵L串[J方法如下：
[0040] (1)将板材放入电阻炉中加热至475°C，保温15min ;
[00川 似社親表面加热到330°C，保温7min ;
[0042] (3)开始社制：社親直径0. 13m，社親转速30r/min，社制速度12. 2m/min，单道次压 下量为70%，社制一道次得到厚度为0. 9mm板材；
[004引 （4)社制完成后空冷。
[0044] 社制后板材微观组织形貌见图3,经过高速大变形社制，材料部分出现再结晶，由 于Al元素的增加抑制了再结晶生长，因此再结晶晶粒尺寸控制在<2 y m，细小的再结晶晶 粒有助于材料塑性的提升。
[0045] 其它操作同实施例1。板材拉伸力学性能测试结果如表1所示。
[0046] 实施例4
[0047] 本实例采用的板材为AZ31热社制板材，具体成分为；Al ;2. 94wt. %，化： 0. 94wt. %，余量为Mg。板材宽度为55mm，厚度为3mm，长度为80mm。社制方法如下：
[004引 （1)将板材放入电阻炉中加热至520°C，保温IOmin ;
[004引 似社親表面加热到300°C，保温5min ;
[0050] (3)开始社制：社親直径0. 15m，社親转速30r/min，社制速度14. Im/min，单道次压 下量为45%，社制一道次得到厚度为0. 9mm板材；
[00川 （4)社制完成后空冷。
[0052] 社制后板材微观组织形貌见图4,微观组织主要由细小的再结晶晶粒及未再结晶 的大的原始晶粒组成。相对于实施例1而言，由于社制道次压下量相对较小，因此，组织未 能发生完全动态再结晶。
[0053] 其它操作同实施例1。板材拉伸力学性能测试结果如表1所示。
[0054] 实施例5
[005引本实例采用的板材为AZ31热社制板材，具体成分为；Al ;7. 94wt. %，化： 0. 46wt. %，余量为Mg。板材宽度为55mm，厚度为3mm，长度为60mm。牵L串[J方法如下：
[005引 （1)将板材放入电阻炉中加热至550°C，保温IOmin ;
[0057] 似社親表面加热到30(TC，保温5min ;
[0058] (3)开始社制：社親直径0. 2m，社親转速30r/min，社制速度18. 8m/min，单道次压 下量为80%，社制一道次得到厚度为1. 2mm板材；
[00则 （4)社制完成后空冷。
[0060] 社制后板材微观组织形貌见图5,组织发生了完全动态再结晶，微观组织完全由细 小的再结晶晶粒组成。相对于实施例1而言，由于社制道次压下量相对较大，社制速度提 升，组织再结晶更为完全，获得了塑性极佳的镇合金成型板材。
[0061] 其它操作同实施例1。板材拉伸力学性能测试结果如表I所示。
[00的]对比实施例
[0063] 本实施例其它条件和操作与实施例1相同，仅将社制速度变为3. 5m/min。社制后 板材微观组织形貌见图6,镇合金低速社制板材晶粒粗大，未发生明显的动态再结晶，大晶 粒内部出现大量李晶。李晶作为位错的障碍，大幅提高镇合金强度，但明显缩减镇合金的塑 性及延展性。
[0064] 表1板材拉伸力学性能测试结果
[0065]
【权利要求】
1. 一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，包括铣面处理、板材加热保温、 轧辊加热保温、乳制和冷却步骤，其特征在于：所述轧制步骤中，乳制速度为10?l〇〇m/ min,每道次乳制压下量为45 %?80%。
2. 根据权利要求1所述高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，其特征在于： 所述乳制步骤中，乳制速度为10?30m/min。
3. 根据权利要求1所述高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，其特征在于： 所述轧制步骤中，每道次轧制压下量为60 %?80%。
4. 根据权利要求1所述高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，其特征在于： 所述板材加热保温步骤为350?550°C保温10?30min。
5. 根据权利要求1所述高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，其特征在于： 所述轧辊加热保温步骤为300?350°C保温5?lOmin。
6. 根据权利要求1所述高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，其特征在于： 所述轧制步骤中道次间对板材进行回温加热，加热温度为350°C，保温时间为lOmin。
【文档编号】B21B37/48GK104259201SQ201410355214
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】张丁非, 郭非, 杨绪盛, 蒋璐瑶, 赵丁藏, 胡光山, 董于凤, 余大亮, 潘复生 申请人:重庆大学