[发明专利]一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及有色金属加工领域，特别涉及一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金，主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。镁合金具有低密度、高比强度和比刚度且易于回收等优点。变形镁合金具有均匀细小的组织结构和更好的强韧性，目前普遍采用塑形加工的方法提高镁合金的力学性能。

热挤压成形是生产镁合金板材一种较简单的塑性加工方法，生产流程较短，容易获得板材，生产效率高，灵活性大，得到形状和尺寸规格不同的镁合金产品。目前，镁合金挤压板材大多采用对称正向挤压成形，由于镁合金为密排六方晶系，其基面是最密排面，导致镁合金在挤压变形过程中基面平行于板材表面，形成较强的强基面织构。具有较强基面织构的镁合金板材，其塑性加工和成形性能较差，不能够冲压或塑性加工成复杂镁合金型材。另外，对于厚度大于3mm的镁合金板材，普通加工使其板材具有较强的各向异性且强度偏低，并且大部分工艺只是使厚板表面织构弱化，厚板本身还是各向异性较强，影响镁合金板材的进一步应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改善镁合金板材性能的挤压加工方法。为此，本发明通过在挤压模具工作带处引入对板材侧向预变形的方法，该方法在镁合金板材挤压过程中，垂直于板材厚度方向施加小量变形，使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒发生偏转，弱化基面织构，从而改善挤压板材室温成形能力和厚板的各向异性。通过该方法挤压镁合金板材得到的镁合金板材，基面织构强度降低，并且向旁边偏转发散。同时力学性能得到提高，强度提高，塑性改善。这种方法不仅适用于厚度小于2mm的镁合金挤压薄板，还适用于厚度为2-10mm的镁合金挤压厚板。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

A.将镁合金铸锭加热保温，进行均匀化处理；

B.将步骤A获得的镁合金铸锭进行热挤压，在镁合金板材热挤压过程中，垂直于板材厚度方向施加变形，通过引进侧向变形，调控板材侧向宽度变形率α_k、侧向长度变形率α_L和θ三个参数，其中α_k为开始板材宽度L₀和最终板材宽度L的差值与L的比值，α_L为宽度为L₀的板材工作带距离L₁和宽度为L的板材工作带距离L₂的差值的绝对值与L₁的比值，θ为宽度为L₀的板材和宽度为L的板材工作带连接处的角度，1％≤α_k≤10％，0≤α_L≤0.2％，90°≤θ<180°。在镁合金板材挤压过程中，垂直于板材厚度方向施加变形，使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒发生偏转，弱化基面织构，从而能够改善挤压板材室温成形能力和厚板的各向异性。

进一步，所述所述B步骤中α_k＝3％，α_L＝0，θ＝135°。

进一步，所述所述A步骤中加热温度为400-430℃，加热保温时间为2.5-4h。

进一步，所述B步骤中热挤压温度为350-430℃。

进一步，所述B步骤中镁合金板材的挤压比范围为20％-200％。

进一步，所述A步骤中镁合金板材的厚度为0.8-10mm。

进一步，所述A步骤中镁合金板材的厚度为0.8-2mm。所述热挤压方式不仅适用于厚度为0.8-2mm的镁合金薄板，还适用于厚度为2-10mm的镁合金厚板。并且，对于厚度大于2mm的挤压镁合金板材的基面织构也得到了很大弱化。

进一步，所述B步骤中挤压镁合金板材的过程中，挤压速度为10-40mm/s。本发明的另一个目的在于保护依据上述方法制得的镁合金板材。

本发明的有益技术效果是：

该发明通过在挤压模具工作带处引入对板材侧向预变形的方法，在镁合金板材热挤压过程中，垂直于板材厚度方向施加变形，使镁合金在挤压过程动态再结晶时晶粒发生偏转，弱化基面织构，从而改善了挤压板材室温成形能力和厚板的各向异性。通过上述方法，得到的镁合金的基面织构强度显著降低，并且向旁边偏转发散。同时力学性能得到提高，塑性改善。这种方法不仅适用于厚度为0.8-2mm的镁合金挤压薄板，还适用于厚度为2-10mm的镁合金挤压厚板。