[发明专利]一种具有良好室温成形性的变形镁合金板材及其制备方法

说明书

本发明一种具有良好室温成形性的变形镁合金板材及其制备方法。其化学成分质量百分比为：3‑5%的Al或1‑2%的Zn,0.2‑2%的Ca,0‑0.8%的Gd,余量为Mg，且不同时含有Al，Zn元素。制备方法为：镁合金经过铸造（半连续水冷或固模铸造）及固溶处理在300‑450℃保温12‑20小时，空冷至室温后，制成板坯。板坯在400‑450℃进行热轧处理，总压下率为90%。其中，前两道次压下率在10%以内，中间道次压下率在10‑30%，最后两道次在450‑500℃升温轧制，压下率在10‑15%。轧成板材在350℃下退火30‑60分钟。该镁合金板材具有良好的抗拉强度、延伸率和室温成形性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种具有良好室温成形性的变形镁合金板材及其制备方法。

背景技术

镁合金具有良好的比强度、比刚度、减震性能、尺寸稳定性、可加工性以及低的浇注成本。加之镁属于轻质、丰富的资源，因此在电子元件、结构件等方面具有广阔的应用前景。然而镁合金的密排六方结构导致其力学性能较差，另外镁合金变形过程中会形成强烈的基面织构，导致其成形性能也相对较差。较差的力学和成形性能极大地限制了镁合金的应用。板材成形性主要通过杯突值(IE值)来衡量。金属板材杯突试验，融合拉伸和胀形的工艺特点，是测定板材成形性能的重要试验方法之一，已成为一种测定材料成形性的标准试验。金属板的IE值越高，其成形性越好。

目前，提高镁合金的力学性能、改善其成形性主要有两种方式。一种方式是改进加工工艺，即利用异步轧制(DSR)、等径角挤压(ECAP)等方式弱化基面织构，改善镁合金成形性。另一种方式是优化合金组分，即通过添加碱土或稀土等元素提高镁合金的强度和塑性。碱土和稀土元素的添加也使镁合金的基面织构在退火过程中沿横向(TD)方向发生分离，能够弱化基面织构，改善了成形性。

沈阳理工大学报道了一种高性能镁合金板材制备方法(专利公开号CN 104313523A)，其采用滚压-轧制复合形变的加工工艺，改变了镁合金板材的孪晶组织，弱化了基面织构。但此制备方法复杂，生产效率低并难以工业化推广。哈尔滨工业大学报道了一种超高强镁合金板材及其制备方法(专利公开号CN 102337441 A)，该镁合金的成分及质量百分比为2.0-17.0％的Gd，3.0-18.0％的Y，0.5-3.5％的Zn，0.1-1.5％的Zr。其中，如表1所示，含有质量百分比8.3％的Gd，3.8％的Y，1％的Zn，0.4％的Zr的镁合金，其抗拉强度达到403MPa，延伸率到达13.7％。然而该种合金稀土含量很高，且添加了Zr元素，合金制造成本高昂。另外该合金延伸率较低，不具有良好的综合性能。东南大学报道了一种高强度变形镁合金(专利公开号CN 1584090 A)，其组分为1.5-3.5％的Al，0.2-4％的Zn，0.1-0.6％的Mn，0.01-2.0％的Ca，0.05-2.0％的Si，余量为Mg。如表1所示，该发明中含有质量分数为1.5％的Al，4.0％的Zn，0.12％的Mn，0.05％的Ca和0.10％的Si的镁合金轧制板材，其抗拉强度为304MPa，延伸率为15.2％。虽然该合金抗拉强度较高，但屈服强度仅达到198MPa，且延伸率仍然较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好室温成形性的镁合金板材及其制备方法，此合金不仅室温成形性好，而且力学性能、耐热性能、耐蚀性能等综合性能优异。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有良好室温成形性的变形镁合金板材，所述镁合金板材各组分的质量百分比如下：

Ca：0.2-2％；

Gd：0-0.8％；

所述镁合金板材还包括：Al：3-5％或Zn：1-2％；

余量为Mg。

进一步的，所述各组分优选的质量百分比如下：

Ca：0.2-0.5％；