[發明專利]一種鎂合金板材大塑性變形工藝

有效

• 申請號: 201310209427.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103276328A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王守仁;薛廣記;宋令慧;韓瑩
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06;C22F3/00;B21B3/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 秦雯

技術領域

本發明涉及金屬材料敬愛工技術領域，尤其是涉及一種鎂合金板材大塑性變形工藝。

背景技術

鎂合金重量輕（ρ=1.74×103kg/m3，僅為鋁的2/3）、比強度高（σ/ρ=120，是鐵的3-4倍），在航天、機械、電子、汽車等工業領域得到了廣泛應用。但是鑄造鎂合金室溫、低溫強度低，塑性變形能力差，抗腐蝕性能不理想，限制了它的廣泛應用。與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金具有更高的強度，更好的延展性，更多樣化的力學性能，如附表1所示。

然而，由于鎂屬于密排六方結構，變形時室溫下只有基面滑移的和機械孿生啟動，形變能力較差。而高溫下雖然柱面滑移和錐面滑移系統都能夠開動，可滿足變形所需要的5個獨立滑移系統的Taylor準則要求，但是錐面滑移系的<c+a>柏氏矢量大，晶面間距小，位錯芯狹窄，滑移不易發生。因此，現有技術在鎂合金板材軋制過程中需要在高溫和小的下壓量下進行多道次的軋制，工序多，成本高，效率低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種鎂合金板材大塑性變形工藝，該工藝采用電致誘導位錯移動，通過高密度脈沖電流使內部原子運動能量升高，改變位錯激活能，加快運動位錯運動速度，打開位錯間纏結，從而克服滑移面上的障礙，極大的提高了金屬塑性；該工藝還將多板疊加，同時軋制，在板和板之間產生微小位移差，使基面織構傾轉，同時開動基面滑移，提高塑性；該工藝還采用上下軋輥不同速度，讓每個板材的兩個面產生速度差，使基面織構傾轉，增加剪切應力，弱化基面織構來細化晶粒，從而進一步提高其塑性。采用的技術方案是：一種鎂合金板材大塑性變形工藝，該工藝包括以下步驟：鎂合金板材的預處理：將鎂合金板材經過預切削加工處理后備用；鎂合金板材的均勻化處理：將鎂合金板材放入加熱爐，升溫速度5-11℃/min，加熱到400-450℃，保溫40-70min，完成后該板材隨爐冷卻；鎂合金板材的表面精加工：精加工后要求板材表面粗糙度低于Ra6.3μm；鎂合金板材的清洗；鎂合金板材的預加熱：將兩片以上鎂合金板材用純鋁箔片包覆起來，放入電阻爐中進行預加熱，,熱處理溫度為200-350℃，保溫時間為3-8min；鎂合金板材的疊軋變形：將鎂合金的板材放入軋機，使鎂合金板材進行異步法疊軋變形；鎂合金板材的退火處理：將鎂合金板材按照以下要求進行退火處理：升溫速度8-18℃/min，加熱溫度250-350℃，保溫時間20-40min，完成后隨爐冷卻。

本發明的技術方案還有：一種鎂合金板材大塑性變形工藝，該工藝包括以下步驟：鎂合金板材的預處理：將鎂合金板材經過預切削加工處理后備用；鎂合金板材的均勻化處理：將鎂合金板材放入加熱爐，升溫速度5-11℃/min，加熱到400-450℃，保溫40-70min，完成后該板材隨爐冷卻；鎂合金板材的表面精加工：精加工后要求板材表面粗糙度低于Ra6.3μm；鎂合金板材的清洗；鎂合金板材的疊軋變形：將鎂合金的板材放入軋機，使鎂合金板材進行異步法疊軋變形；鎂合金板材的退火處理：將鎂合金板材按照以下要求進行退火處理：升溫速度8-18℃/min，加熱溫度250-350℃，保溫時間20-40min，完成后隨爐冷卻。

本發明的技術特征還有：所述鎂合金板材的清洗是將鎂合金板材置于丙酮液中，用超聲波清洗以去除板材表面雜質和油污。

本發明的技術特征還有：所述異步法疊軋變形是指將包覆在純鋁薄片中的兩片以上的鎂合金板材放在軋機的軋輥中，所述軋輥包括上軋輥和下軋輥，上、下軋輥具有不同的工作速度。

本發明的技術特征還有：所述上軋輥速度在1.2-2.5m/min之間，下軋輥速度在0.5-1.4m/min之間。

本發明的技術特征還有：所述鎂合金板材的疊軋變形中施加在板材兩側的電壓為110-150V，高能電脈沖的脈寬為60-100μs，加電處理區域長度約為200-400mm。

本發明的技術特征還有：所述鎂合金板材的疊軋變形中鎂合金的軋制在一個道次內完成，具有大下壓量40-60%，板材應變速率：1-2.5s^-1。

本發明的有益效果在于：1）本發明提供一種實現鎂合金板材大塑性變形工藝，該工藝是集電塑性加工、異步軋制和累積疊軋技術協同作用下的電致誘導異步疊軋技術（EPR-ARB），這種EPR-ARB復合技術實現了功能迭代，參數匹配，冪級耦合的有機整合，利用這種技術對鎂合金進行軋制變形，其變形抗力降低27-35%左右。