[发明专利]镁合金超薄板材的成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金超薄板材的成型技术，属于材料加工工程中板材加工制备技术领域。

背景技术

随着汽车、家电、办公系统等轻量化需求和地球环保问题的日益紧迫，变形镁合金的开发和应用越来越受到关注。专家预测在未来10-15年镁合金板材巿场将会达到15-20万吨。中国是镁的资源大国，镁矿储量世界第一，生产大国和出口大国，连续九年产量和出口量世界第一，但不是镁的强国，因为出口的是初级产品，而镁合金板材等深加工产品却要进口。目前，国内生产宽幅(＞500mm宽)镁合金板材的最小厚度仅为0.5mm，但某些精密的电子电器领域、大功率镁阳极电池领域以及航空航天领域需要应用到厚度小于0.5mm的超薄镁合金板材。

制备镁合金超薄板材的困难在于镁属于密排六方晶体结构，塑性加工性能差，普通轧制工艺不能制备0.5mm以下厚度的镁合金板材，而且普通轧制的产品缺陷多，晶粒、晶界、杂质、过剩相和缺陷沿表面被大幅度拉长，产生织构影响板材性能，板材中还会产生很大的残余应力。现急需一种新型的成型工艺解决镁合金生产和扩大应用的瓶颈------镁合金超薄板材的生产，满足市场需求，将镁合金由初级加工向深加工领域推进。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备0.1mm×500mm×500mm，厚度公差±0.01的镁合金超薄板材的方法，该板材晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱，力学、耐腐蚀以及电化学等性能得到提高。具体包括以下步骤：

(1)铸锭均匀化处理

将铸锭在惰性气体保护下648-688K保温22-25小时，对锭坯均匀化处理。

(2)铸锭热挤开坯

将均匀化处理的锭坯直接热挤开坯。热挤开坯总变形量达到40％以上，使铸态组织完全转变为变形组织，然后退火提高板坯塑性。

(3)横轧-纵轧工艺

将热轧开坯后具有变形组织的板坯裁成所需宽度尺寸后，横向轧制。第一次热轧变形量控制在20-30％之间，确保变形充分的同时减少板坯的开裂，中间退火后纵向轧制。然后在热加工状态下多次进行横轧-纵轧-再横轧-再纵轧操作，并辅以中间退火消除加工硬化，以保证板材组织成分均匀，最终板材厚度至1mm。此工艺关键在于每道次变形量的控制和各道次轧制方向的变化。

(4)超薄板冷轧工艺

镁在室温下变形主要依靠基面{0001}滑移及锥面孪生。孪生成为室温变形中不可忽视的重要变形机制，为保证室温下孪生变形不产生显微裂纹，冷轧板材每道次压下量为5％，两次中间退火之间的冷轧总变形量控制在30％。冷轧后板材厚度0.1mm。此工艺的关键在于每道次变形量的控制。

(5)板材矫平及精整

将冷轧后的超薄板材进行矫平和精整，使板材规格为0.1mm×500mm×500mm，厚度公差±0.01。

本发明制成的0.1mm×500mm×500mm超薄镁合金板材具有晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱，力学、耐腐蚀以及电化学等性能得到提高。

附图说明

图1为本发明的镁阳极超薄板材的成型工艺流程图；

图2为本发明的镁阳极超薄板材的横轧-纵轧工艺示意图；

图3为本发明制备的镁阳极超薄板材的显微组织；

图4为本发明制备规格0.1mm×500mm×500mm的镁阳极超薄板材。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

具体实施方式

实施例1

本发明的成型工艺生产的镁动力电池阳极板材通过均匀化退火、挤压开坯、多道次横向-纵向轧制、冷轧、矫平和精整而成，阳极镁合金板材的厚度可以根据电池型号选取，最小厚度可达0.1mm，厚度公差±0.01。

超薄镁合金阳极板材在熔炼出铸造锭坯的基础上，通过下列实施步骤完成。

(1)铸锭均匀化处理

将铸锭在惰性气体保护下648-688K保温22-25小时，对锭坯均匀化处理。

(2)铸锭热挤开坯

将均匀化处理的锭坯直接热挤开坯。热挤开坯总变形量达到40％以上，道次压下量15％左右，使铸态组织完全转变为变形组织，然后高温退火提高板坯塑性。

(3)横轧-纵轧工艺

将热挤开坯后具有变形组织的板坯裁成到所需宽度尺寸后，横向轧制。第一次热轧变形量控制在20-30％之间，中间退火后改为纵向轧制。然后在热加工状态下多次进行横轧-纵轧-再横轧-再纵轧操作，并辅以中间退火，以保证最终板材组织成分均匀，厚度至1mm左右。

(4)特薄板冷轧工艺