[发明专利]细晶粒镁合金板材的挤压方法

说明书

技术领域

本发明属于金属及合金领域，涉及金属成型方法，特别涉及同种镁合金板材的复合挤压成型方法。

背景技术

镁合金具有比强度、比刚度高，导热性和阻尼减振性能好，电磁屏蔽性能和机加工性能优异等优点，在航天航空、汽车、电器、通讯等各领域具有广泛的应用价值。由于镁合金的晶体结构为密排六方，缺少独立的滑移系，因此加工比较困难。到目前为止，大多数镁合金产品主要通过铸造生产，但铸造产品存在组织粗大、缺陷较多等缺点，从而导致其力学性能不够理想，极大制约了镁合金的广泛应用，而变形加工镁合金比铸造镁合金有着更高的力学性能。目前应用较多的镁合金变形加工方式主要为轧制成形和挤压成形，但轧制工艺比较复杂、生产周期长、生产效率低，产品收得率低，最终成本很高，严重影响镁合金板材的大面积使用。与轧制相比，挤压加工时材料在三向应力状态下发生变形，可一次挤压成型，生产效率高；同时，挤压加工的灵活性大，可生产出横截面形状复杂的产品。因此，研究镁合金挤压板材的力学性能有重要的意义。

目前，镁合金板材挤压变形主要采用单一铸锭直接放入模具进行对称正向挤压，虽然挤压工艺简单，操作方便，但得到的板材力学性能有限，且存在较为严重的基面织构，不能满足市场需求。

镁铝复合材料(特别是复合板材、棒材)的用途十分广泛，但是普通方法难以生产符合要求的镁铝复合材料。为此，重庆大学黄光胜和信运昌等人分别公开了一种用空心铝锭包裹镁锭同步挤压生产镁铝复合材料的方法(详情参考申请号200610054269.3《一种镁铝双金属复合管/棒材》、申请号201410152407.6《一种镁铝多层复合板材及其加工方法》)。这两种方法虽然都将镁和铝同步加入挤压机进行挤压，但是其目的主要是在镁合金外表形成铝合金保护层，从而提高其抗腐蚀能力，而且这两种方法中镁合金完全被铝合金包覆，挤压过程中镁合金挤压板材的横向流动受到包覆铝材的限制，极易产生横向分布不均，最终致使整个复合材料横向组织和性能不均匀，各向异性严重，不能很好的满足使用要求；另外，这种方法挤压过程中镁合金整体不与挤压筒接触，其沿着厚度方向处于对称应力状态(镁合金的变形过程与普通镁合金对称挤压类似，不能改善镁合金的基面织构)。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供细晶粒镁合金板材的挤压方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

细晶粒镁合金板材的挤压方法，首先取至少两块同种镁合金块并叠合固定，然后将叠合固定的镁合金块加入挤压筒进行复合挤压，所述镁合金块同时从挤压模口挤出，得到所述细晶粒镁合金板材。

优选的，所述镁合金为AZ31或者AZ61。

优选的，所取镁合金块数为2-4块，各块的厚度相同或者不同。

优选的，叠合固定前还包括对所选各块镁合金接触面进行清洗平整的步骤，叠合固定后挤压成型前还包括加热保温的步骤。

优选的，挤压成型后还包括对复合板材进行退火的步骤。

本发明的有益效果在于：本发明同种镁合金复合挤压成方法，将同种镁合金叠放在一起进行同步挤压加工，由于界面的存在，避免了挤压过程中各镁合金块之间产生相互流动和材料混合，界面处的合金只沿挤压方向的流动，加之挤压筒对镁合金块另一侧的摩擦力，使界面处合金沿挤压方向的流动速度与靠近筒壁处的速度存在明显差异，使挤压坯料沿厚度方向存在较大的剪切应变，从而有效细化晶粒，提高最终挤压产品的力学性能。

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金属铸锭叠放示意图；

图2为实施例3金属铸锭叠放示意图；

图3为实施例1挤压所得金属板材的金相图；

图4为对比实施例1挤压所得金属板材的金相图。

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：

本实施例细晶粒镁合金板材的挤压方法，包括以下步骤：

1)取一块圆柱形AZ31镁合金铸锭并沿中轴线剖开；

2)打磨步骤1)所得半圆柱形镁合金的剖切面并清洗干燥；

3)将步骤2)打磨后的两块半圆柱形镁合金铸锭叠放在一起(剖切面相对，如图1所示)并用铝丝固定(避免挤压过程中产生宏观相对滑动，两块镁合金铸锭之间应紧密贴合、无缝隙)；

4)将步骤3)叠放固定后的镁合金块加热至400℃保温1h后加入挤压筒进行挤压；所述同种镁合金块同时从挤压模口挤出，形成镁合金复合挤压板材；