[发明专利]一种具有双峰组织的高强高塑Mg-6Sn-3Al-1Zn合金板材的制备方法

说明书

本发明属于材料加工领域，涉及一种镁合金板材的轧制工艺，尤其涉及一种具有双峰组织的高强高塑Mg‑6Sn‑3Al‑1Zn合金板材的制备方法。其将熔铸获得的Mg‑6Sn‑3Al‑1Zn合金板材用6063铝合金金箔包套后经过预热、保温、轧制、二次轧制等步骤得到完成后的板材。本发明一种具有双峰组织的高强高塑Mg‑6Sn‑3Al‑1Zn合金板材的制备方法，其制备方法简便，对器材的要求较低，用本发明所述的方法制备的镁合金的强度和塑性同时提高，而且轧件的表面质量较好，提高了轧制后镁合金表面的光洁度和美观度，性能的优化保证了此种轧制方法轧制的镁合金板材的实际应用可行性。

技术领域

本发明属于材料加工领域，涉及一种镁合金板材的轧制工艺，尤其涉及一种具有双峰组织的高强高塑Mg-6Sn-3Al-1Zn合金板材的制备方法。

背景技术

镁合金由于密度小，比强度、比刚度高，因此作为结构材料将会有广泛的应用领域，可用在火箭、卫星、飞机、汽车和3C产品上。镁合金的应用前景非常可观，同时对镁合金的机械性能提出了更高的要求。但是，镁合金没有像铝合金一样广泛应用，其主要原因是绝对强度偏低、室温塑性差，加工变形能力差；因此，因此提高其性能是非常紧迫和亟需的。金属材料的几种强化方式中只有细晶强化是唯一的一种提高强度的同时不降低材料的塑性的强化方式。许多研究发现，材料组织中大晶粒的存在，会增加材料的塑性，但材料的强度较低；而小晶粒的存在，会增加材料的强度，但伸长率较低。微观组织中形成双峰分布晶粒的材料具有较高的强度和良好的塑性。

包套轧制技术因其制样简单、成型率高，包套可减少轧制过程中温降下降而降低了热处理温度节约能源和生产成本，并可减少合金在大压下量轧制过程中的边部开裂，已引起国内外研究者们的注意，但对这种新型轧制技术关于镁合金的报道和应用研究较少，且具体轧制工艺参数对双峰组织的形成和控制机理尚不明朗。许多钛合金的包套轧制研究表明包套轧制能大大细化合金的晶粒尺寸，提高其拉伸力学性能。纯镁和纯钛的晶体结构一致，可将此技术应用到镁合金中。

轧制是生产板带材非常重要的方式，因此为了推动双峰晶粒尺寸分布的变形镁合金的工业应用，研究其轧制制备方法是非常紧迫和有必要的。

发明内容

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种具有双峰组织的高强高塑Mg-6Sn-3Al-1Zn合金板材的制备方法，其特征在于：制备方法包含以下步骤：

1)首先将铸造获得的尺寸为φ60×100mm的棒状Mg-6Sn-3Al-1Zn合金用铣床加工成尺寸为42×42×76mm的长方体材料，然后在450℃的温度下固溶8h后水淬，再用电火花线切割加工成尺寸为75.2×39.2×3.2mm的板状试样，最后打磨掉线切割痕迹，得到尺寸为75×39×3mm的试样；

2)用0.5mm厚180mm长55宽的6063铝合金金箔将步骤1)所述的试样进行包套，得到包套后的板材；

3)在轧制前，将步骤2)所述的包套后的板材放在轧辊中间，调节压下率，使上下轧辊与包套后的板材接触，并记录轧辊的调节参数，然后将轧辊预热至200℃，调节轧辊转速至10rpm，保持轧辊运转10-15min，再按轧辊的调节参数调节轧辊间距离；

4)将箱式电阻炉加热到450℃并保温，然后将步骤2)所述的包套好的板材放入箱式电阻炉内保温15min；保温完以后开始轧制，分两道次压下，每道次变形量均为55％，第一道次轧制完成后将板材保温2min，然后开始第二道次轧制，轧制后合金的总压下量为80％，轧制完成后得到板材。

所述的棒状Mg-6Sn-3Al-1Zn合金的熔铸方法步骤如下：

1)准备实验器材，将坩埚、浇铸模具、扒渣勺、搅拌棒及热电偶上的残渣清理干净，并用适当浓度的滑石粉和水玻璃配比液，均匀的涂抹到实验器材上，将实验器材晾干后用模具加热炉在100℃下烘干8h，去除水分；