[发明专利]一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金加工方法，特别涉及一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法。

背景技术

近年来，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逐渐提高，传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足需求。变形镁合金是由铸造镁合金经挤压、轧制、锻造等塑性加工工艺生产而成的镁合金产品，具有优良的力学性能和抗腐蚀能力，但由于经过塑性加工，其成本却远高于铸造镁合金。

Mg-Al系镁合金是目前国内商用开发以及研究较为完善的镁合金体系，获得低成本高塑性高延展性Mg-Al系变形镁合金板材意义重大。目前，商用的变形镁合金轧制工艺多采用多道次小压下量的轧制方式，并且中间需要多次退火以恢复板材变形能力。由于变形过程中产生明显的加工硬化，得到的镁合金板材塑性和延展性相对较低，不能直接作为下一步冲压或锻造的原材料，需要先通过轧后长时间低温退火或多次变形多次退火改善镁合金的塑性变形能力。这类方法无疑会大幅增加镁合金板材的生产成本，同时，多道次的热处理及热加工使得加工工艺复杂，加工效率低下。

另外，对于镁合金板材轧制工艺而言，轧制温度、轧制变形量以及道次间的热处理方式是目前的主要研究参数，但轧制速度控制往往被目前的研究及发明所忽略。目前，成熟的镁合金板材轧制工艺中，轧制速度的范围主要集中在0.5～10m/min之间。在此轧制速度范围内所获得的轧制板材通常强度较高，但塑性相对较差，不利于板材后期成型。如需对此类轧制板材进行冲压等塑性变形，需要进一步通过退火等热处理方式改善板材塑性。但退火工艺往往温度较高，时间较长，大幅增加了塑性镁合金板材生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，此方法获得的板材具有高塑性及高延展性，并且由于省却了挤压变形和退火工艺，使得加工效率大大提高，加工成本显著降低。

本发明采用的技术方案如下：

一种高塑高延展性Mg-Al系镁合金板材的轧制方法，包括铣面处理、板材加热保温、轧辊加热保温、轧制和冷却步骤，所述轧制步骤中，轧制速度为10～100m/min，每道次轧制压下量为45％～80％。

优选的，所述轧制步骤中，轧制速度为10～30m/min。

优选的，所述轧制步骤中，每道次轧制压下量为60％～80％。

优选的，所述板材加热保温步骤为350～550℃保温10～30min。

优选的，所述轧辊加热保温步骤为300～350℃保温5～10min。

优选的，所述轧制步骤中道次间对板材进行回温加热，加热温度为350℃，保温时间为10min。

本发明的有益效果在于：本发明通过加大轧机轧辊直径和提高电机功率实现高速大应变量轧制，将应变速率提高到10～10²s^-1，使材料内部的变形方式变为以滑移为主导的准动态变形，组织恢复再结晶能力明显增强，材料表现出加工软化的特点。另外，单道次大应变量的变形诱发明显的动态再结晶从而生成充分细小的等轴晶粒，最后获得的镁合金板材塑性和延展性大幅提升，甚至优于经退火工艺后制得的板材。再者，由于省却了退火工艺，使得生产成本大大降低，更适合大规模的工业化生产。

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：

图1实施例1所得板材的微观组织形貌图；

图2实施例2所得板材的微观组织形貌图；

图3实施例3所得板材的微观组织形貌图；

图4实施例4所得板材的微观组织形貌图；

图5实施例5所得板材的微观组织形貌图；

图6对比实施例所得板材的微观组织形貌图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

本实例采用的板材为AZ31镁合金热轧制板材，具体成分为：Al：2.96wt.％，Zn：0.94wt.％，余量为Mg。板材宽度为50mm，厚度为5mm，长度为100mm。轧制方法如下：

(1)将板材放入电阻炉中加热至525℃，保温10min；

(2)轧辊表面加热到300℃，保温5min；

(3)开始轧制：轧辊直径0.13m，轧辊转速30r/min，轧制速度12.2m/min，单道次压下量为60％，轧制一道次得到厚度为2mm板材；

(4)轧制完成后空冷。