[发明专利]一种镁合金复合瓦楞板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁合金复合瓦楞板及其制备方法，所述镁合金复合瓦楞板中，由芯板、面板、底板组成，所述芯板为波纹结构的Mg‑Gd瓦楞板，所述Mg‑Gd瓦楞板中，Gd的质量分数为0.5‑3wt％，所述面板为AZ31镁合金板，所述底板为AZ31镁合金板。本发明以含Gd的稀土镁合金板作为Mg‑Gd瓦楞板，而面板选用市场有售，成本较低的常规的AZ31合金，经复合后首创的获得了综合力学性能优异镁合金复合瓦楞板。本发明采用镁合金板制备了复合瓦楞板，减重明显，满足了航空航天构件轻量化需求。

技术领域

本发明属于复合瓦楞板制备技术领域，具体涉及一种镁合金复合瓦楞板及其制备方法。

背景技术

金属瓦楞板具有诸多优良性能，广泛应用于航空、航天、高速列车等。金属瓦楞板通常由瓦楞芯体和上下面板组成，这种结构具有较高的比强度、比刚度以及优良的隔热、隔音性能。目前研究较多的是钛合金瓦楞板、高温合金瓦楞板和铝合金瓦楞板。镁的密度为1.74g/cm³，镁合金的密度约为铝合金的2/3，钢的1/4。镁合金由于具有密度小、质量轻、尺寸稳定性高、电磁屏蔽性能好、具有良好的切削加工特性、很好的比强度和比刚度、导热、导电性佳以及很高的可回收性等多项优点，使其在结构性与加工组件的应用与需求上大幅上涨。由于镁的密排六方结构，镁合金塑性变形能力差，塑性加工困难，极大的限制了镁合金在工程领域中的广泛应用。

现有技术中还没有关于镁合金瓦楞板相关制造技术，随着结构轻量化需求越来越高，由于镁合金在轻量化上的优势，也急需对镁合金复合瓦楞板有所研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗压抗弯强度好的镁合金复合瓦楞板及其制备方法，本发明通过巧妙的设计一种高塑性的Mg-Gd稀土镁合金板作为芯材，成功的制备出了抗压抗弯强度优异的镁合金复合瓦楞板。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种镁合金复合瓦楞板，所述镁合金复合瓦楞板中，由芯板、面板、底板组成，所述芯板为波纹结构的Mg-Gd瓦楞板，所述Mg-Gd瓦楞板中，Gd的质量分数为0.5-3wt％，所述面板为AZ31镁合金板，所述底板为AZ31镁合金板。

本发明以含Gd的稀土镁合金板作为Mg-Gd瓦楞板，而面板选用市场有售，成本较低的常规的AZ31合金，经复合后首创的获得了综合力学性能优异镁合金复合瓦楞板。

发明人发现，含Gd的稀土镁合金板具有高强度和高塑性，其塑性成形性好，有利于后续的波纹结构加工，而其他的镁合金由于塑性变形能力差无法弯曲变形，其中合金元素Gd含量对镁合金的微观组织和力学性能有着重要影响，而将Gd的范围限定为0.5-3wt％，不仅可以使Mg-Gd瓦楞板同时具有高强度，高塑性，而若含量过低时，合金的强度较低；含量过高时，虽然强度增加，但塑性又降低了。

优选的方案，所述Mg-Gd瓦楞板中，Gd的质量分数为1-3wt％。

优选的方案，所述芯板的厚度为0.3-1mm，所述面板的厚度为0.5-2mm，所述底板的厚度为0.5-2mm。

发明人发现，将镁合金复合瓦楞板中各层板的厚度控制在上述范围内，最终所得镁合金复合瓦楞板不仅轻便，成本低，而且可靠性最高。

本发明一种镁合金复合瓦楞板的制备方法，包括如下步骤：将Mg-Gd合金板通过齿形辊辊压成Mg-Gd瓦楞板粗坯后，再使用校形模校形获得波纹结构的Mg-Gd瓦楞板，然后以Mg-Gd瓦楞板作为芯板、两块AZ31镁合金板分别作为面板、底板，将AZ31镁合金板、Mg-Gd瓦楞板、AZ31镁合金板依次叠合，然后采用激光焊接，依据芯板的波纹结构，将芯板的波峰与面板焊接固定，再将芯板的波谷与底板焊接固定即得镁合金复合瓦楞板。

优选的案，所述辊压成形的方式为室温下冷成型。在本发明中，所选用的由于Mg-Gd合金板塑性好，其辊压成形采用室温下冷成型，辊压过程中主要依据成品要求，选择好辊压模具齿形辊即可。