[發明專利]一種大規格高強度鎂合金板的制造工藝

有效

• 申請號: 201610377810.8
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105951011B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 張懷德;徐國榮;譚明
• 申請（專利權）人: 揚州誠德重工有限公司
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明屬于有色金屬冶煉及塑性成型技術領域，具體涉及大規格高強度鎂合金材料的制造方法。

背景技術

鎂合金具有良好的導電、導熱性，電磁屏蔽性良好，比強度和比剛度高，減震性好，切削加工和尺寸穩定性佳，易回收，有利于環保等優點，在航空航天、交通工具、電子通訊等行業有極大的應用前景，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。但由于鎂合金屬于密排六方結構，室溫塑性較低，成型能力差，大大限制了鎂合金應用。

目前對于變形鎂合金的板材的生產主要集中于熱軋制、熱擠壓、連鑄連軋這幾種變形方式，首先在冶煉過程中沒有解決鎂合金的純凈度問題，其次熱軋制板材和連鑄連軋板材綜合性能較差，熱擠壓板尺寸較小、各向異性較大，極大限制了大規格高強度變形鎂合金的推廣應用。

發明內容

本發明提供一種適合鎂合金材料加工特性、方便生產、降低生產成本的大規格高強度鎂合金板的制造工藝。

本發明包括以下步驟：

1）將鑄造鎂合金實心坯料采用電渣重熔工藝取得精制的鎂合金熔體；

2）將精制的鎂合金熔體采用澆注工藝取得鎂合金管坯；

3）將鎂合金管坯預熱至250～450℃后進行鍛造；鍛造時采用帶有錐度的溫度為150～250℃、且表面涂敷水溶性潤滑劑的芯棒，鍛造時的鍛砧溫度為150～250℃；

4）將鍛造后的鎂合金管坯置于250～380℃條件下退火；

5）對退火后的鎂合金管坯進行冷軋，取得薄壁鎂合金管；

6）將薄壁鎂合金管展平，經退火、精整，取得鎂合金管板。

本發明采用以上方法進行鎂合金板制造時，能夠解決鎂合金生產過程中的雜質多、塑性差、成本高、成材率低等難題，針對性地解決了鎂合金制造過程中的純凈度、晶粒度和致密度三大問題，提高了生產效率、產品成材率，降低生產成本，將在鎂合金大規格無縫板材生產技術方面帶來跨越式發展。

進一步地，本發明所述步驟1）中，在電渣重熔工藝中以氣體SF6為工作氛圍。

所述步驟2）中，在澆注工藝中以氣體SF6為工作氛圍。

純凈的N₂、Ar、Ne 等惰性氣體雖然能對鎂及其合金熔體起到一定的阻燃和保護作用，但效果并不理想.N₂易與鎂反應生成Mg₃N₂ 粉狀化合物，至使結構 疏松，不能阻止反應的進行。而Ar和Ne等惰性氣體雖然與Mg不反應，但無法阻止鎂的蒸發。

SF6 氣體與鎂反應產物在熔體表面形成一薄層較致密的MgS/ MgO復合膜，可以抑制鎂的氧化SF6 氣體對鎂及其合金熔體，可以起到良好的保護作用且效果優良。

所述步驟2）取得的鎂合金管坯的外徑為400～1200mm，內徑為200～600mm，長度為800～4000mm。通過步驟2）取得的上述尺寸的鎂合金空心坯料的設計出發點或可達到的特殊優良效果：

1）減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝，節約成本；

2）鎂的晶體結構為密排六方，鑄態坯料鍛造鐓粗、沖孔過程容易產生鍛造裂紋等缺陷；

3）減少了鍛造工藝中對坯料尺寸的嚴格限制，使最終產品規格范圍更廣。

所述步驟3）中，將鎂合金管坯套置在芯棒外對鎂合金管坯管壁進行多道次下壓鍛造，前幾道次中每道次的變形量小于10%，累計變形量大于20%后，每道次變形量為10～20%。前期小變形量破碎鑄態組織，當組織變為加工態時進行大變形量，進一步破碎組織、彌散夾雜、提高致密度。

所述步驟5）中，所述步驟5）中，至少進行3～8道次減壁工藝，每兩道次減壁工藝之間進行軟化退火。

所述步驟5）中，每道次減壁工藝的減壁率為20～30%。

以上工藝特點：

1）常溫下進行大減壁變形，依靠鍛軋工藝變形強化，得到高強度、高延展性板材坯料；進一步破碎鍛造時晶粒，與退火結合提高晶粒度級別；

2）可進一步使金屬組織致密；

3）表面質量及尺寸精度高；

4）道次間退火為下一道次冷軋做好組織準備，消除前一道次產生的應力。

本發明的具體優點分析如下：

1、本發明利用電渣重熔生產鎂合金鍛造前坯料，其優點：

1）從源頭解決鎂合金純凈度問題；

2）電渣重熔坯料組織致密，為后續鍛造提供了組織保證。

2、本發明鍛造前坯料為電渣重熔空心坯，其優點：

1）減少了常規鍛造過程中的鐓粗、沖孔再拔長工藝，節約成本；