[发明专利]挤压用坯料的制造方法和镁合金原材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及关于具有微细晶粒直径而且持有良好冲击能量吸收性能 的镁合金原材料的制造。

背景技术

由于期待因比重低而带来的轻量化效果，镁合金实际应用在手提式电 话和手提式音响设备的壳体以及机动车用部件、机械部件、构造用材料等 中。为了进一步体现轻量化效果，镁合金必须具有高强度化和高韧性。为 了提高这种性能，最有效的方法是使镁合金的组成·成分最佳化，或使构 成坯料的镁结晶晶粒微细化。特别地，关于镁合金原材料结晶晶粒微细化， 至今为止，轧制法、挤压加工法、锻造加工法、拉伸法等可以作为塑性加 工的基本方法使用。

特开2005-256133号公报披露了一种利用室内模拟碾压实验机对粉体 原料的晶粒直径微细化的方法，具体地说，使初始原料粉末通过一对辊之 间，使其压缩变形，然后继续进行破碎处理，获得颗粒状粉体。通过往复 实施数十次压缩变形和破碎处理，获得具有微细晶粒直径的粉体。

在上述公报介绍的方法中，由于为了获得具有微细晶粒直径的粉体， 必须往复实施压缩变形和破碎处理数十次，从制造效率和经济性角度出 发，存在改进的余地。

虽然可以通过对镁合金板材轧制而微细化结晶组织，但是镁为密排六 方(HCP结晶构造)，在低温(小于等于200℃)下，主要在底面上产生 滑移。因此，镁合金板材的冷加工程度局限于百分之几，通常在300℃以 上的温度下进行轧制。即使在此场合下，为了防止材料裂纹或断裂，通常 实施多道次且压下率25％以下的轧制。

轻金属学会第109次秋季大会演讲摘要(2005)的第27页～28页记 载了作者为左海哲夫，题名为“被高速轧制后的AZ31镁合金板的组织和 集合组织”的文章，该文章提出了通过对镁合金板材实施高速轧制，获得 微细化结晶组织的方法。左海哲夫考虑到，为了提高轧制的效率和对组织 控制的利用，必须提高1个道次的压下率，由于镁合金在低温区域仅底面 滑移活动，为了在大压下率下使轧制成功，必须对材料加热，为了最大限 度地利用材料的加工放热，使材料自身温度升高，必须在加工过程中防止 向工具和周围环境气体传送热量而引起温度下降。由此认定有效途径是， 进行高速加工以缩短工具和材料的接触时间，并进行高速轧制实验。结果 显示，通过提高轧制速度，能够改善镁合金的轧制加工性能，能够在1个 道次以大压下率进行轧制，并获得微细晶粒组织并具有优良机械性质的伸 展板材。

根据左海哲夫的实验结果，当以2000米/分钟的轧制速度高速轧制时， 不仅在350℃下，而且在200℃下，也能实施在1个道次压下率为61％的 轧制。虽然当轧制温度小于等于100℃时，产生剪切断带，但是如果提高 压下率，在剪切断带上出现微细的再结晶晶粒，提高压下率，在整个板上 出现再结晶晶粒。

虽然左海哲夫预测，提高轧制速度和1个道次的极限压下率，但是通 过实验所能确认的最大压下率为62％，实现其以上的压下率的可能性不 明。另外，左海哲夫的方法利用镁合金板材高速轧制时的动态再结晶，使 结晶晶粒微细化。利用由此获得的微细结晶组织的镁合金原材料，制作挤 压用坯料，在以规定温度进行挤压时，由于在挤压加工时，微细结晶晶粒 变得粗大，最终所获得的镁合金挤压件的结晶组织粗大。

本发明的目的是提供一种用于获得具有微细结晶组织且机械性能优 良的镁合金原材料的挤压用坯料的制造方法。

本发明的另一目的是提供一种具有微细结晶组织且机械性能优良的 镁合金原材料的制造方法。

按照本发明的挤压用坯料的制造方法，包括准备由镁合金构成的板状 或块状的初始原材料的工序；针对初始原材料，在250℃以下的温度下， 实施压下率70％以上的塑性加工，不产生动态再结晶导入应变的工序；粉 碎上述塑性加工后的原材料并制作粉体的工序；压缩上述粉体并制作固化 粉体坯料的工序。

作为对板状或块状的镁合金初始原材料实施塑性加工的条件，本发明 人改变温度和压下率进行实验。该结果显示，如果压下率70％以上，在室 温下塑性加工也不断裂，能够进行均匀加工，且能够不产生动态再结晶地 引入大的应变。温度上限设定为250℃，是为了避免产生动态再结晶。如 果是对不再结晶且导入了大应变的粉体进行了固化后的挤压用坯料，则能 获得在挤压加工时产生再结晶，最终具有微细结晶粒的镁合金原材料。