[发明专利]镁合金板材挤压成型方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金塑性加工领域，涉及一种挤压加工镁合金的方法。

背景技术

镁合金性能优异，运用领域广泛，目前普遍采用塑形加工的方法提升镁合金的各项力学性能。在镁合金的塑形加工技术中，挤压加工获得了长足的发展，挤压工艺将圆铸锭直接挤压得成厚度为0.8-3mm的薄板坯，而且所得板坯质量好，有利于后续轧制加工。但是，由于镁合金为立方晶系，其基面是最密排面，滑移所需的临界切应力最小，导致镁合金晶粒基面沿挤压方向排列，形成非常强烈的基面织构，在后续轧制过程中，这种基面织构会进一步加强，严重影响镁合金板材的性能。

有鉴于此，本专利发明了一种在挤压过程中引入大应变剪切挤压作用的新方法，该方法在挤压过程中，沿着板材厚度方向流速发生变化并增大其应变，产生额外的剪切力，使镁合金基面发生倾斜并且细化其晶粒，能够良好改善板材组织，提高其强度。同时，薄板坯的挤压加工可在通常的挤压机上进行，可实现挤压板带坯的连续成卷，使加工流程短，加工效率大幅度提高，所得镁合金板带材成本较低。

有鉴于此，本发明提供一种新的挤压加工镁合金的方法，该方法能够显著改善板材基面织构并有效细化合金板材的晶粒，提高板材的综合力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁合金板材挤压成型方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

镁合金板材挤压成型方法，包括镁合金坯料预处理、挤压模具预处理和挤压步骤，挤压时，位于挤压通道内的镁合金板材上下表面沿挤压方向的流速比为1.5-3.0。

作为本发明的另一种优选，镁合金坯料预处理包括将坯料加热至410-430℃保温1.8-2.5小时的步骤。

作为本发明的进一步优选，挤压模具预处理包括将模具加热至400-430℃预热。

作为本发明的进一步优选，挤压时挤压速度为18-22mm/s，挤压比为95:1～110:1。

作为本发明的进一步优选，挤压时，位于挤压通道内的镁合金板材的厚度为0.8-1.2mm。

本发明的有益效果在于：与传统的挤压加工方法不同，本发明挤压加工镁合金板材过程中，板材的上下面存在一定的速度差，这种速度差在板材的厚度方向上引入剪切应力，使镁合金基面发生倾斜并且细化其晶粒，能够良好改善板材组织，提高板材性能。

本发明进一步公开了挤压过程中上下表面的速度比值，在引入剪切应力的同时避免切应力过大对板材晶粒尺寸造成的不利影响，有助于综合控制板材各项性能。

本发明进一步公开了挤压速度和挤压比，合理的挤压比和挤压速度有助于在引入剪切应力的同时细化晶粒尺寸，提高镁合金板材的表面质量。

附图说明

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进行说明：

图1为实施例1挤压所得到的镁合金板材的金相照片；

图2为对比实施例1挤压所得到的镁合金板材的金相照片；

图3为实施例1和对比实施例挤压所得镁合金的压力应变曲线；

图4a和4b分别为实施例1和对比实施例1的（0002）基面织构图。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1：

本实施例镁合金板材挤压成型方法，包括以下步骤：

a）取圆柱形AZ31镁合金铸锭，其尺寸为Φ82mm，经测定，该合金的化学成份为：Al：3.07%wt，Zn：0.78%；Mn：0.38%，其余为镁；

b）将所选铸锭加热到420℃保温2h，进行均匀化处理；

c）选取挤压设备并进行预处理，本实施例所选挤压设备为XJ-500卧式挤压机，其最大挤压力为500T，挤压筒尺寸为450×85mm（长×直径），将挤压筒和挤压模具预热到410℃；

d）挤压成型：本实施例中板材出模口厚度为1mm，挤压速度为20mm/s，挤压比为100:1；挤压过程中控制位于挤压通道内的镁合金板材上下表面沿挤压方向的流速比为1.6。

实施例2：

本实施例镁合金板材挤压成型方法，包括以下步骤：

a）取圆柱形AZ31镁合金铸锭，其尺寸为Φ82mm，经测定，该合金的化学成份为：Al：3.07%wt，Zn：0.78%；Mn：0.38%，其余为镁；

b）将所选铸锭加热到430℃保温2.5小时，进行均匀化处理；