[发明专利]超细晶镁合金薄板轧制技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金板带材的生产技术，尤其涉及一种生产超细晶镁合金薄板的轧制 技术。

背景技术

镁合金板材是镁合金塑性加工的重要材料，用体积成形和板料成形加工，能得到比目前 采用的镁合金铸造方法更质优价廉的各种机器零件、结构件和设备等。镁合金以板材加工大 幅度简化了镁合金深加工的生产流程、降低成本、扩大应用范围。

目前镁合金板材基本是采用热挤压和轧制的方法生产。热挤压只能生产窄的带状产品。 镁合金轧制板材的生产工艺流程很复杂，包括铸坯的生产，铸坯铣面，铸坯加热使组织均匀 化，然后是热温轧、粗轧、中轧、精轧、叠轧，之间需要不断地剪切、酸洗、板坯再次加热 等。轧制道次一般为20-40道次，最多可达50-60道次。镁合金薄板的生产工艺复杂、 周期长、成材率低，致使生产成本居高不下。双辊连续铸轧金属板带是一种先进技术，铸轧 板坯板经经过较简便的后继工艺轧制的更薄的板带成品，铝合金已经广泛使用双辊式连续铸 轧的方式生产，镁合金板带的生产也已经开始使用这种技术。

金属的晶粒大小和晶粒形状对板材的力学性能和冲压性能有重要的影响。当晶粒尺寸减 小时，常温下强度和塑性都提高，高温屈服极限降低。细晶板材的高温屈服极限降低使热冲 压性能好，因此，对常需要加热到一定温度进行加工的镁合金，能希望晶粒细小。理论和生 产实践都证明，镁合金组织细化对于改善合金性能的效果比铝合金高许多，例如，晶粒度减 小对改善某些性能的效果是铝合金的4倍，尤其使当晶粒度尺寸达到10微米以下时，镁合 金具有超塑性，达到4-5微米时，其脆性转变温度已经低于室温，理论上镁合金此时已经具 备室温塑性加工而不发生开裂的性质。因此通过使镁合金板带晶粒度细化的措施，既能提高 镁合金的性能，也能是镁合金板材塑性加工生产过程的简化，意义非常大。

为了获得镁合金细晶粒度组织的产品板带，满足生产需要的细晶镁合金板带，目前不得 不采用生产成本高的大挤压比挤压工艺或等径角通道挤压，由于生产效率低，产品的成本太 高，这些方法也不能获得大宽度板带。

目前，开发低成本工业化的轧制方法，生产组织均匀、晶粒度细小的板带是镁合金工业 面临的重要生产课题。

发明内容

本发明的目的是开发适合于工业化规模生产组织均匀、晶粒细小的镁合金板带的轧制技 术。

本发明主要涉及一种用于生产超细晶镁合金板带材的轧制技术，其特征在于：采用近终 成形的铸轧镁合金薄板，感应加热到热轧温度后，经首道次大变形量的热温轧制，再低温软 化退火并以热辊轧机多道次冷轧至规定厚度，最后经控制热处理成得到晶粒小于10微米的 成品镁合金薄板。近终成形的铸轧镁合金薄板采用厚度和最终产品接近的快速凝固形成的铸 轧细晶组织坯，这种近终成形的铸轧镁合金薄板的厚度只留从性能和轧制工艺要求必要的轧 制量。感应加热到热轧温度为以高频感应加热的方式，迅速使镁合金薄板坯温度上升到轧制 性能最好的温度范围，高频感应加热有效避免传统方法长时加热引起的晶粒粗化并获得足够 的塑性。首道次大变形量热轧为充分利用高频感应加热后高温塑性好的特性，首道次轧制率 尽量加大热轧和随后压下量逐次减小的多道次温轧，使铸轧板坯一次加热完成热轧。低温软 化退火后在热辊冷轧至规定厚度为热温轧后的板料低温软化退火既能再结晶软化，又不致造 成晶粒长大，退化的板材用轧辊温度超过150℃的轧机进行多道次冷轧，完成。

本发明的实验过程中发现，影响双辊连续铸造生产镁合金板坯进一步热温轧、冷轧和成 品热处理后组织粗大的因素很多，各种因素之间的关系也比较复杂，但最主要的因素是铸轧 板的初始厚度和初始晶粒度、热轧前的预热工艺、热温轧制工艺、软化退火工艺、冷轧工艺 和成品热处理制度等。因此本专利认为控制上述主要工艺环节和工艺参数是生产细晶镁合金 轧制板带的关键。