[发明专利]一种中高温塑性镁合金板材的轧制方法

说明书

本发明属于金属板材轧制技术领域，涉及一种中高温塑性镁合金板材的轧制方法，工艺步骤为：1、镁合金铸锭的均匀化处理；2、镁合金挤压开坯成板；3、镁合金板坯的轧制前热处理；4、镁合金三辊异步轧制成板，本发明方法利用轧辊直径及转速不同和板材弯曲所引入的外应力，使晶体取向在轧制过程中发生偏转，调控了镁合金织构，使镁合金板材具有较优的继续变形能力且遏制了板材开裂，进而只需一次往复轧制即可实现较大的变形量，本发明方法由于省却了轧制道次间的退火处理工艺，使得生产成本降低，生产效率提高，更适合大规模的工业化生产。

技术领域

本发明属于金属板材轧制技术领域，涉及一种中高温塑性镁合金板材的轧制方法。

背景技术

镁合金具有比强度高、刚性优良、密度小的特点，被誉为21世纪绿色可回收且不污染环境的清洁材料。近年来，航天航空、3C电子产品及军工领域对镁合金的需求日益增长，铸造镁合金的力学性能已无法满足需求，通过固态成形等塑性加工方法变形后，镁合金的综合力学性能得到改善。轧制是一种重要的镁合金成形方法，但因镁合金呈密排六方结构，变形过程中镁及其合金具有强烈的各向异性和较差的塑性变形能力，导致轧制单道次变形量小和开裂等。究其原因，变形过程中极易形成板织构，即镁合金晶粒的(0001)面平行于轧制方向，在拉应力状态下，{0001}11-20基面滑移的施密特因子接近于零，基面滑移启动较为困难，成形能力较差，不利于镁合金板材的后续变形。因此，目前商用变形镁合金轧制多采用多道次、小压下量的轧制方式，并且辅以多次中间退火来弱化基面织构，进而恢复板材变形能力。这种多次变形多次退火的方法无疑大幅增加了镁合金板材的生产成本，且加工工艺方法复杂，效率低下。

近年来，学者们的研究表明，通过适当的合金化及加工工艺的调整，可以不同程度地弱化轧板强基面织构的形成。如专利200910011111.1公布了名称为“一种高塑性、低各向异性镁合金及其板材的热轧工艺”的专利，提出Mg-Zn-RE合金具有弱化的基面织构，室温塑性可达40％以上，室温成形性能好的特点。然而，上述专利仍然采用传统轧制工艺，仍然具有轧制周期长，生产效率低的缺点。另外，等通道角挤压(ECAP)、高压扭转(HPT)、累积叠轧(ARB)、异步轧制(DSR)、模压形变法(GP)以及非对称挤压(ASE)等塑性变形技术，可有效地控制镁合金(0001)基面，可产生织构弱化，使基面滑移启动更加容易，从而改善其塑性，提高其成形性能。但上述塑性加工方法也有各自的缺陷，如设备要求高、操作困难和不便于大规模生产等。本发明提出的三辊异步轧制工艺，设备要求低，工艺简单，在轧制变形过程中始终能够抑制强基面织构的形成，有效地遏制了开裂，只需要一次往复轧制而不需反复退火即可实现较大变形量，且轧制板材明显具有较高的成形能力。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中镁合金板材塑性加工方法中所存在设备要求高、操作困难和不便于大规模生产的问题，提供一种中高温塑性镁合金板材的轧制方法，该轧制方法在镁合金板材轧制过程中利用轧辊直径及转速不同和板材弯曲所引入的外应力，使晶体取向在轧制过程中发生偏转，调控了镁合金织构，使镁合金板材具有较优的继续变形能力且遏制了板材开裂，进而只需一次往复轧制即可实现较大的变形量。与传统轧制工艺相比，所得镁合金板材在保证强度的同时也有效提高了后续变形能力，大大缩短了生产时间，提高了生产效率，易于推广应用。

为达到上述目的，本发明提供一种中高温塑性镁合金板材的轧制方法，包括以下步骤：

A、均匀化热处理，将镁合金铸锭切头去尾去皮，在400～500℃固溶处理10～24h后冷却至室温，使镁合金铸锭成分均匀；

B、挤压开坯成板，将固溶处理后的镁合金铸锭在挤压变形温度下保温30～60min，然后置于挤压机中进行高温挤压变形开坯，空冷后制得板坯，其中挤压变形温度为300～450℃，挤压筒直径为80～85mm，挤压速度为110～120cm/min，空冷后镁合金板坯宽度为5～6cm，厚度为0.5～3cm；