[发明专利]Mg-Zn系镁合金板材的轧制工艺

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金板材的轧制工艺，尤其涉及Mg-Zn系镁合金的轧制工艺。

背景技术

目前开发的镁合金主要包括Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-RE系、Mg-Li系等，其中Mg-Zn系合金表现出优异的时效强化特性，具有易加工性和可焊接性等方面的优点。

Mg-Zn系合金具有良好的可时效强化作用，是高强镁合金中的一个重要组成系列。常添加的合金元素有Zr、RE、Cu和Mn等。Mn在镁合金中的作用主要体现在：提高耐蚀性、改善铸造性能、细化晶粒、固溶强化、提高力学性能、提高挤压过程中的成形性能。Mg-Zn-Mn新型镁合金不含Zr，相对于其它Mg-Zn系合金价格低廉并可时效强化，有更广阔的应用前景。Mg-6Zn-1Mn变形镁合金可以在300-460℃的温度下挤压成型，且经过“固溶+时效”处理后强度显著提高。Mg-Zn系合金可通过时效处理显著提高强度，这是这种合金的一个典型特征；且时效处理后的Mg-Zn系合金的强度一般都超过300Mpa，是高强镁合金。Mg-Zn-Mn合金不含金属Zr和稀土元素，不含我国短缺的金属元素，制作简单，价格低廉，挤压温度低，推广应用前景好。

但是，目前Mg-Zn系镁合金板材的成型方式还没有成熟的轧制工艺，主要原因是镁合金的密排六方结构，滑移系少；当Mg-Zn系合金中Zn的含量较高时(一些常用合金的Zn含量较高，例如ZK60 6％Zn，ZM61 6％Zn),合金的变形性变的不好，轧制变形困难。因此，目前Mg-Zn系镁合金板材的加工变形以挤压为主，以挤压为主，挤压工艺不仅生产效率低，而且该工艺不适合宽幅镁合金板的生产，因此，需要发明一种Mg-Zn系镁合金板材的轧制工艺，以满足大规模、批量高效的生产要求，同时提高Mg-Zn系镁合金板材的产品质量。

发明内容

针对现有技术中，通过挤压工艺进行Mg-Zn系镁合金板材的制造，不仅生产效率低，而且该工艺不能用于宽幅镁合金板生产的技术问题，本发明的目的是提供一种Mg-Zn系镁合金板材的轧制工艺，该工艺不仅可以用于宽幅镁合金板的生产，而且生产效率高、生产的Mg-Zn系镁合金板材产品质量稳定，满足现代企业大规模、批量高效的生产要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种Mg-Zn系镁合金板材的轧制工艺，包括以下步骤：

步骤1.将铸锭切头去尾去皮，然后经过18～36小时、310～350℃的均匀化热处理；

由于Mg-Zn系镁合金中，如果Zn的含量或者其他合金元素的合金含量较高(Mg-6Zn-1Mn中Zn的元素含量就较高)，会在铸态镁合金中存在大量的MgZn、MgZn₂等第二相化合物，不利于后续的轧制变形。在轧制前需要对该种合金进行均匀化热处理。Mg-Zn系镁合金的均匀化热处理温度宜在310～350℃。因温度过高其中的第二相化合物会熔化，整个镁合金就会过烧，报废；如果温度过低又不能使其中的溶质原子快速扩散到镁合金基体中。因此，步骤1先将铸锭进行18～36小时、310～350℃的均匀化热处理。

步骤2.温度保持在310～350℃，轧机轧制1～2道次，每道次压下量为10～25％，总压下量小于50％；通过较高温度(310～350℃)的热变形使Zn、Mn等溶质原子更加充分的固溶到镁合金基体中。为后续的低温轧制中起到时效强化效果做准备。

步骤3.空冷或者水冷至140～190℃，保温10～60分钟，使整个坯料温度均匀；

空冷或者水冷的目的是保持Mg-Zn系镁合金中Zn原子的饱和、或者过饱和状态，如果冷却速度太慢Zn原子会以粗大的MgZn或者MgZn₂等化合物的形式析出，不利于后续的轧制变形。

步骤4.在140～190℃轧制，每道次压下量为10～25％，轧制1～6道次。

在140～190℃轧制是为了使Zn原子均匀、弥散的析出细小的MgZn₂等化合物，发挥时效强化的作用。生产出高强镁合金板。轧制道次越多，变形量越大，镁合金板的强度越高。

进一步，步骤2中，轧机轧制2道次，两次轧制间隔15～40分钟。道次间坯料放回保温炉中进行保温，两次轧制间隔一定的时间可以使整个坯料温度均匀。

进一步，步骤1中，铸锭均匀化热处理的温度为330℃，保温24小时。

进一步，步骤3中，也可以将坯料空冷或者水冷后重新加热至140～190℃。

本发明的有益技术效果是：