[發明專利]一種鎂合金箔材制備方法

在審

• 申請號: 201710188862.5
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107159712A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 黎小輝;唐國翌;宋國林
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: B21B1/40
• 分類號: B21B1/40;C22F1/06
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明涉及一種金屬材料成形與加工領域，具體是涉及一種鎂合金箔材成形加工技術，通過電塑性成形技術實現保持材料高強度的同時增強鎂合金的塑性。

背景技術

鎂合金由于其密度低、比強度高，同時兼具良好的抗蠕變性和抗震吸能等優點，在國防、航空航天、汽車制造等領域具有廣泛的應用前景。鎂合金由于其具有六方晶體結構的特性，在室溫變形條件下能開動的獨立滑移系少，導致室溫塑性低，變形加工困難。因此，大多數鎂合金材料塑性加工需在熱激活（T>225 ^oC）條件下進行，由此帶來了能源消耗的增加，且板材表面不可避免的產生氧化粘著物。

目前，國內生產寬幅（>800mm）鎂合金板材的最小厚度僅為0.3mm，但某些精密的電子器件、大功率鎂陽極電池領域以及航空航天領域需要使用到厚度小于0.3mm的超薄鎂合金板材。目前，國內外生產厚度小于0.3mm的超薄鎂合金板帶材最后的軋制階段均需熱軋，并輔以中間退火來完成。然而，在鎂合金薄板生產過程中，1mm以下鎂合金板材的軋制最容易出現裂紋，其原因是工業生產常用可逆軋機，隨著鎂板的變薄，鎂合金經歷了降溫軋制過程，終軋時軋輥溫度不夠。因此，如何實現通過特種加工工藝制備鎂合金板帶材，特別是超薄板帶材，并進行大批量連續化生產高成形性的超薄板帶材，是實現鎂合金由初級加工向深加工領域推進的關鍵。鎂合金箔材是指厚度小于或等于0.1mm薄板帶材，現有的制備工藝難以實現大規模連續化生產，且成本居高不下。通過在軋制過程中施加高能脈沖電流，產生大量的定向漂移的自由電子(電子風)。漂移電子群頻繁地定向撞擊位錯，會對位錯段產生一個類似于外加應力的電子風力，促進位錯在其滑移面上的移動。電塑性軋制能有效降低軋制抗力，大幅度提高材料的變形能力并改善板材的表面質量。

發明內容

本發明的目的在于解決現有鎂合金超薄板帶材制備加工困難的難題，提供一種可大規模連續化生產、成本低，且制備的鎂合金箔材整體表面質量良好、力學性能優異、耐腐蝕性高的鎂合金箔材制備方法。

本發明所述的鎂合金箔材制備方法，其特點是主要包括以下步驟：

（1）鑄錠均勻化處理

將鎂合金鑄錠放置在真空爐中，抽去多余的空氣，使真空度小于0.1Pa，然后通入惰性氣體，在573~823K溫度下保溫12~24小時，對錠坯進行均勻化處理；

（2）鑄錠熱軋開坯

將均勻化處理后的錠坯直接進行大變形量熱軋開坯，軋制溫度為653~773K，熱軋開坯總變形量達到70~90%，使具有粗大鑄態組織的錠坯完全轉變為具有變形組織的板坯，且通過退火提高板坯塑性并消除軋制過程中的殘余應力；

（3）板坯熱粗軋

將熱軋開坯后具有變形組織的板坯加工成所需寬度尺寸后，進行熱軋，熱軋溫度為653~773K，第一道次變形量控制在35~50%，確保變形均勻的同時避免板坯的開裂，接著進行4~5道次的熱軋，總變形量控制在70~90%之間，最終獲得厚度為1~1.5mm的板材，并將板材進行退火熱處理；

（4）板材電塑性精軋

在電塑性精軋時，為保證室溫條件下不產生裂紋，冷軋板每道次變形量控制在10~20%，每軋制4道次后進行一次快速電塑性退火處理，直至板材被軋制到厚度為0.1mm；

（5）板材精整

將電塑性精軋后的板材進行精整，徹底解決波浪邊、卷材裂痕和中心凹凸的問題，厚度公差小于±0.01，完成鎂合金箔材的制備。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點及有益效果：

1、本發明采用較少的步驟并在室溫下實現鎂合金箔材的制備。由于采用熱軋開坯，電塑性精軋處理（電塑性軋制可以激活非基面滑移系，增強位錯的運動能力，使得變形區域晶粒明顯細化，伴隨著動態再結晶的出現，使得孿生得以抑制），從而節省了能源，在冷軋超薄帶、箔材過程中無明顯邊裂，整體表面質量良好。去毛邊后可獲得高質量的鎂合金箔材，電塑性退火后晶粒細小均勻，且力學性能優異。

2、通過對精軋后箔材的測試，發現其晶粒細小，組織均勻，顯微缺陷較少，呈弱基面取向分布，因此具有良好的力學性能以及耐腐蝕性高等優點。

具體實施方式

本發明所述的鎂合金箔材制備方法，主要包括以下步驟：

（1）鑄錠均勻化處理

將鎂合金鑄錠放置在真空爐中，抽去多余的空氣，使真空度小于0.1Pa，然后通入惰性氣體，在573~823K溫度下保溫12~24小時，對錠坯進行均勻化處理；

（2）鑄錠熱軋開坯