[發明專利]一種具有優良可軋性能的鎂合金及其板材的制備方法

有效

• 申請號: 201110445926.8
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102433478A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 樂啟熾;張志強;崔建忠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/04;C22F1/06
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于金屬材料技術及冶金技術領域，具體涉及一種具有優良可軋性能的鎂合金及其板材的制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度小、比強高以及減振性、電磁屏蔽性和機械加工性能優良等優點，是結構輕量化的理想材料，近年來鎂合金的研究與應用得到人們的高度重視，但是，鎂合金也存在熔鑄困難大、塑性變形困難、抗高溫蠕變性差和耐蝕性差等問題，嚴重制約其應用的領域。其中，塑性變形能力差，使得一般鎂合金的軋制、擠壓和鍛造等塑性變形工藝復雜，不僅需要高溫變形，還要經過繁雜的中間退火工藝。如鎂合金板材軋制常用的AZ31B鎂合金，在軋制過程中不僅要把坯料加熱至350~450°C進行熱軋，同時還要加熱軋輥至100~200°C，即便如此，仍然存在板材邊裂嚴重，成材率低的嚴重問題，這是鎂合金板材價格高的重要原因。因此，通過開發具有高塑性或高成形性的新型鎂合金，或者通過塑性變形工藝來提高現有鎂合金的成形性，獲得高質量變形產品是近年國內外鎂合金研究領域的重要方向。

在十九世紀30年代至50年代，通過在鎂中添加鋰，析出具有bcc結構的b相，顯著提高了鎂合金的成形性，但鎂－鋰合金強度低、耐蝕性極差，同時因大量添加鋰(>5.3wt.%)而造成該合金昂貴，除了少量軍事用途外，未能得到廣泛應用。近年國內外在高強鎂合金或者耐熱鎂合金的研究開發方面有較好的進展，但在改善變形鎂合金的塑性與成形性方面舉步維艱，進展極其有限，因此，高塑性或高成形性鎂合金開發，特別是高可軋性鎂合金材料的開發，對鎂合金，尤顯其重要性。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有優良可軋性能的鎂合金及其板材的制備方法，目的是克服現有技術中鎂合金存在的可軋制性差，即使在高溫軋制并且軋輥加熱的情況下，軋裂趨勢仍然嚴重，無法避免邊裂等問題。

本發明的具有優良可軋性能的鎂合金是Mg-Zn-Cu系鎂合金，按質量百分比，含有?1.0%~5.5%的Zn，1.0%~4.0%的Cu，0~1.0%Mn或Zr，0~1.0%的Y、Nd、Gd、Ce或MM，Mg為余量，雜質Fe含量<0.005%。

其中MM是富Ce混合稀土，按質量百分比，?Ce含量至少為50%，余量為La，Nd和Pr。

制備本發明的可軋性優良的鎂合金及其板材按照以下步驟進行：

(1)采用電阻熔煉爐或燃氣熔煉爐，在二號熔劑或五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至730°C~740°C熔化，按鎂合金的質量百分比，加入1~5.5%的Zn，1.0~4.0%的Cu，0~1.0%Mn或Zr，0~1.0%的Y、Nd、Gd、Ce或MM，得到Mg-Zn-Cu系鎂合金熔體，經過攪拌后降溫至680°C~700°C進行鑄造；

(2)采用低頻電磁油滑半連續鑄造，電磁頻率為30Hz，安匝數為3000-5500AT，在保護氣氛為SF₆+CO₂混合氣體的條件下，鑄造寬厚比為2.5~3.5的鎂合金扁坯，將得到的鎂合金扁坯于400°C~420°C下退火10?~24小時，然后銑面；?

(3)將銑面后的鎂合金板坯樣品預熱至300~450℃，保溫2h，在軋輥溫度為室溫(通常為25℃)~200℃條件下進行軋制，道次壓下率為10%~65%，總壓下率為80%~90%，得到無邊裂的Mg-Zn-Cu系鎂合金板材。

所述的SF₆+CO₂混合氣體中SF₆和CO₂體積比為：1:10。

與現有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

本發明的技術方案，在不同的熱軋制度下均不發生邊裂現象。

當軋輥溫度為室溫(通常為25℃)，在軋制溫度，即坯料預熱溫度，至少為380°C時，能實現平均道次壓下率、最大道次壓下率和總壓下率分別達到為23%、35%和80%以上的無須中間退火的連續熱軋過程，并獲得無邊裂的軋制板材；經中間退火也能實現平均道次壓下率、最大道次壓下率和總壓下率分別達到為23%、40%和80%以上的熱軋過程，并獲得無邊裂的軋制板材；?

當加熱軋輥至100°C以上，軋制溫度至少為350°C時，經中間退火，能實現平均道次壓下率、最大道次壓下率和總壓下率分別達到40%以上、55%以上和80%以上的大壓下熱軋過程，并獲得無邊裂的軋制板材。

附圖說明

圖1為本發明實例1、實例4和實例5的鎂合金鑄造扁坯的典型組織；