[發明專利]一種細化鎂合金板材晶粒的方法

無效

• 申請號: 201010549291.1
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN101985729A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 陳興品;林震霞;肖睿;孫燦;陳雪;尚都;劉慶
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李曉兵

技術領域

本發明涉及一種鎂合金板材晶粒細化方法，具體涉及的是一種通過多次循環“冷軋-退火”法細化鎂合金晶粒的制備方法。

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背景技術

鎂合金是實用金屬中是最輕的合金,?鎂合金比鋁合金輕36%、比鋅合金輕73%、比鋼輕77%。它是實用金屬中的比強度最高的金屬。鎂合金廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業中，達到輕量化的目的。例如：手機，筆記本電腦上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它們的枝撐框架和背面的殼體上使用了鎂合金。鎂合金的比重雖然比塑料重，但單位重量的強度和彈性率比塑料高。所以，在同樣的強度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。雖然鎂合金的導熱系數不及鋁合金，但是，比塑料高出數十倍，鎂合金用于電器產品上可有效地將內部的熱散發到外面。因此可以在內部產生高溫的電腦和投影儀等的外殼和散熱部件上使用鎂合金；電視機的外殼上使用鎂合金可做到無散熱孔。鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。這使得鎂合金在手機電話的殼體和屏蔽材料，及通訊材料上得到很好的應用。鎂合金比其他金屬的切削阻力小，在機械加工時，可以較快的速度加工。在這種背景下，鎂合金板帶材的發展面臨著很好的機遇，鎂合金板材在各種鎂合金材料中所占的比例逐漸增加。但是，由于鎂合金的密排六方結構使得它的塑性成型能力差，并且鎂合金的強度低，抗腐蝕性能差，在一定的程度上限制了鎂合金的廣泛應用。目前，細化晶粒是一種有效的提高鎂合金材料成型能力的方法。

近年來在鎂合金晶粒細化方面開展了一些研究，主要是通過大變形處理方法如等徑角擠壓，攪拌摩擦焊，交叉軋制，異步軋制，往復擠壓，多向鍛造，累積疊軋工藝和道次變形量很大的熱軋來使晶粒得到細化。雖然這些方法已被證明能細化晶粒，但很多這樣的方法由于其自身工藝的限制，不適合于商業化生產。

發明內容

本發明針對現有技術中細化鎂合金晶粒方法的上述不足，其目的是提出一種通過多次“冷軋和退火”處理細化鎂合金板材晶粒的制備方法。采用本發明方法可以制備出晶粒尺寸細小、強度高、塑性好的鎂合金板材。

本發明的技術方案是：一種鎂合金板材細化晶粒的方法，其包括如下步驟：

1、將含有至少一種合金元素的鎂合金板，在一定的變形量下冷軋變形，軋制速度為5m/min—60m/min，變形量為5%—20%，使其在晶粒中得到較多的孿晶；

2、將步驟1制備的變形態鎂合金板進行退火處理，溫度為150—400℃，時間為0.1—1000min，使其發生再結晶；再結晶晶粒會在孿晶界面上形核，能使晶粒得到細化；

3、將步驟2制備的板材繼續冷軋變形，本步驟選用的變形量大于步驟1的變形量，軋制速度為5m/min-60m/min，使其晶粒中得到較多的孿晶；

4、將步驟3制備的變形態鎂合金板進行退火處理，本步驟選用的退火溫度比步驟2的溫度低，時間為0.1—1000min，使其發生再結晶，繼續細化晶粒；

5、根據工藝需要，重復步驟3、4的操作，最終得到晶粒細小的鎂合金板材。

所述鎂合金板包括合金元素重量百分比含量在0.1%~10%，通過多次“冷軋變形及適合溫度退火”，從而大幅的細化鎂合金板的晶粒尺寸。利用該方法制備鎂合金板材具有成本低、強度高、塑性好等特點，可廣泛應用在汽車、航空航天、通訊、建筑等各個領域。

本發明提到的鎂合金板材至少含有一種合金元素，而合金元素的重量百分比含量在0.1%~10%，合金元素為鋁、鋅、錳、鋯、鋰、鈹、鈣、銅、鐵、鎳、銀、錫、銻、釔、釷、硅、鈰、稀土元素。

本發明所述合金元素含量用X射線熒光光譜儀測定。

本發明的目的是通過多次“冷變形和退火”的方法細化鎂合金板晶粒，晶粒細小的鎂合金板材，達到工藝要求的強度、剛度等。

本發明與現有技術的主要區別在于本發明非常適合于大規模生產，利用本發明制備的鎂合金板材，具有更細小的晶粒，同時具有更高的強度和塑性，而且生產效率高，操作簡單，可使生產成本降低20～30%。產生這種效果的主要原因在于本發明采用多次“冷變形和退火”法等容易實現的操作方法，利用鎂合金變形自身的特點，通過靜態再結晶，在孿晶界和孿晶片層間形核和長大，從而大幅的細化鎂合金板材的晶粒尺寸。