[发明专利]改善镁合金板材冲压成形性能的方法

说明书

技术领域

 本发明属于有色金属塑性加工领域，具体涉及一种改善镁合金板材冲压成形性能的方法。

背景技术

作为最轻的金属结构材料，镁合金具有很多优点，如比强度高、比刚度高和较高的电磁屏蔽性能等，因此镁合金被广泛应用于汽车和电子工业。近些年来，航空、航天、汽车、3C产品以及军工等领域对镁合金的需求不断增长，对其力学性能的要求也不断提高，传统铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，这种情况下，采用挤压、轧制、锻造等塑性加工工艺生产的变形镁合金产品，由于具有更好的力学性能、多样化的结构而越来越受到重视。

然而常用镁合金为密排六方结构，基面滑移的临界剪切应力（CRSS）远低于非基面滑移，低于498K时，滑移面主要是基面{0001}，滑移方向是<11-20>，也就是只有一个主要滑移面和两个独立的滑移系，变形主要通过锥面孪生、晶界滑移等来协调, 因此室温冲压成形性能很差，限制了变形镁合金的广泛使用。因此，改善镁合金板材的冲压成形性能，是发展镁合金塑性加工手段的前提和保障，对于变形镁合金产品的广泛使用具有重大意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种改善镁合金板材冲压成形性能的方法，能解决镁合金板材变形过程中晶粒取向不利导致冲压成形性能很差的问题，有效改善镁合金板材的冲压成形性能。

本发明的改善镁合金板材冲压成形性能的方法，对镁合金板材行进室温拉伸或室温轧制，使其变形量为2%~10%，拉伸或轧制结束后对镁合金板材进行退火处理。

进一步，所述退火处理中，退火温度为250~400℃，退火时间为30~120钟；

进一步，所述室温拉伸时，拉伸速度为1~5mm/min；

进一步，所述室温拉伸时，拉伸速度为3mm/min；

进一步，所述室温轧制时，轧制速度为1~10r/min；

进一步，所述室温轧制时，轧制速度为3r/min。

本发明的有益效果在于：再结晶理论认为，当变形度达到2%~10%时，金属中只有部分晶粒变形，变形极不均匀，再结晶时晶粒大小相差悬殊，容易互相吞并并长大，再结晶后晶粒特别粗大，这个变形度称为临界变形度。通常认为，生产中应尽量避开临界变形度下的加工。然而，本发明克服了上述技术偏见，通过拉伸或轧制使镁合金板材在临界变形度范围（2%~10%）内发生变形，随后进行退火处理，获得具有较大晶粒尺寸的镁合金板材，而较大尺寸的晶粒在变形过程中易于孪生，孪生改变了晶粒取向，使不利于滑移的晶体学取向变得有利，利用孪生对塑性变形的贡献提高了镁合金板材的冲压成形性能。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

将厚度为0.6mm的轧制镁合金板材置于电子万能实验机上，在室温下沿轧制方向拉伸变形10%，拉伸速度为3mm/min，然后在260℃退火60分钟，取出空冷。经处理后的镁合金板材的晶粒尺寸由7.5μm增加到20.9μm，屈服强度由169.7MPa降至142.5Mpa，屈强比由0.54降至0.49，加工硬化指数n值由0.20增加至0.24，塑性应变比r值由2.39降至1.98，杯突值由3.18mm增加至4.88mm，提高了53.5%，冲压成形性能得到改善。

实施例2

将厚度为0.6mm的轧制镁合金板材置于电子万能实验机上，在室温下沿轧制方向拉伸变形8%，拉伸速度为3mm/min，然后在260℃退火120分钟，取出空冷。经处理后的镁合金板材的晶粒尺寸由7.5μm增加到26.6μm，屈服强度由169.7MPa降至130.7Mpa，屈强比由0.54降至0.46，加工硬化指数n值由0.20增加至0.25，塑性应变比r值由2.39降至1.71，杯突值由3.18mm增加至4.96mm，提高了56%，冲压成形性能得到改善。

实施例3

将厚度为0.6mm的轧制镁合金板材置于电子万能实验机上，在室温下沿轧制方向拉伸变形5%，拉伸速度为3mm/min，然后在260℃退火90分钟，取出空冷。经处理后的镁合金板材的晶粒尺寸由7.5μm增加到35.3μm，屈服强度由169.7MPa降至130.7Mpa，屈强比由0.54降至0.47，加工硬化指数n值由0.20增加至0.24，塑性应变比r值由2.39降至1.50，杯突值由3.18mm增加至5.26mm，提高了65.4%，冲压成形性能得到改善。

实施例4