[发明专利]一种高性能镁锂合金薄带的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高性能镁锂合金薄带的制备工艺，包含以下步骤：(1)将镁锂合金铸锭进行均匀化退火处理；(2)将均匀化退火后的镁锂合金铸锭进行多道次热轧，道次间歇不进行中间退火，最后一次热轧后退火得到板材I；(3)将板材I进行多道次冷轧，道次间歇进行中间退火，最后一次冷轧后退火得到带材II；(4)将带材II进行多道次异步冷轧，道次间歇不进行中间退火，最后一次异步冷轧后退火得到带材III。本发明的制备工艺，能够制得厚度低至0.4mm以下的力学性能良好的镁锂合金薄带，其屈服强度为225～270MPa，抗拉强度为295～342MPa，延伸率为15％～22％。

技术领域

本发明涉及一种高性能镁锂合金薄带的制备工艺，属于金属加工领域。

背景技术

镁锂合金具有低密度、良好的韧性与可塑性、高比强度等优势，在航空航天、军事汽车、医疗器械和3C行业等领域拥有广阔的应用前景。但是，镁锂合金也有其缺陷，比如容易被氧化燃烧、铸造工艺复杂以及绝对强度低、生产成本高、室温成形性差、与钢和铝相比强度低等。通常，镁锂合金塑性较差的原因是其具有HCP的晶体结构的α-Mg相，从而导致其缺少独立的滑移系。因此对镁合金进行大规模的工业化生产就比较困难。我国有关镁锂合金的研究较晚，在镁锂合金的应用及工业化方面与发达国家还存在着一定的差距。

当镁合金中添加了锂元素，晶粒内部会产生比较严重的晶格畸变，其中合金的晶胞参数中数值c减少的比数值a更快，从而降低了镁合金的c/a值，通过使临界分切应力降低，进而激活出较多数量的滑移系。所以在室温下，镁锂合金的α-Mg相可以存在两个滑移系，即同时存在基面滑移系和柱面滑移系，使α-Mg相更容易变形。当Li元素的含量超过5.7％时，镁合金中出现了BCC结构的β-Li相。当Li元素的添加量为5.7％～10.3％，镁锂合金中HCP结构的α-Mg相与BCC结构的β-Li相同时存在；当Li元素的含量在10.3％以上时，此时合金已经完全转变为BCC晶体结构，即合金是单相β-Li相组织。因为BCC结构能产生更多的滑移系，使位错滑移更容易进行，所以BCC结构的镁锂合金的变形性能要优于HCP结构的镁锂合金，从而可以改善镁锂合金的塑性成型能力。尽管双相结构改变了变形机制进而增加了镁合金的可加工性，但是合金强度不可避免会降低。因此，可以通过添加第三种元素(Al，Zn，RE等)形成固溶强化和沉淀强化的效果来补偿降低的强度。除此之外，不同的金属成形工艺(轧制、挤压等)也可以进一步强化镁锂合金，经过多次退火处理，使镁锂合金的组织和塑性产生了一定的变化。另一方面，镁锂合金的成形性随着滑移系的增加而增强，即高温时非基面和c+a锥面滑移系会开动，这使得金属材料具有优异的成形性，可以通过轧制和退火处理制备板带材。

镁锂合金有几个方面制约了其轧制板带材的应用：(1)镁锂合金塑性比较差，成形难，容易存在内裂、边裂等缺陷；(2)普通的同步轧制方式轧制镁合金时，所获得的板带材会存在强度很大的基面织构，从而导致材料具有很强的各向异性；(3)道次压下量小，还要退火才能进行后续加工，生产效率低成本高。因此，需要开发能够强化提高镁锂合金性能的新的工艺。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种高性能镁锂合金薄带的制备工艺，能够制得厚度低至0.4mm以下的力学性能良好的镁锂合金薄带，其屈服强度为225～270MPa，抗拉强度为295～342MPa，延伸率为15％～22％。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种高性能镁锂合金薄带的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将镁锂合金铸锭进行均匀化退火处理；

(2)将均匀化退火后的镁锂合金铸锭进行多道次热轧，道次间歇不进行中间退火，最后一次热轧后退火得到板材I；

(3)将板材I进行多道次冷轧，道次间歇进行中间退火，最后一次冷轧后退火得到带材II；