[發明專利]高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝

有效

• 申請號: 201710981189.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107740016B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 楊長林;張斌;趙東辰;孫云霞;王曉波;劉峰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發明涉及一種高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝，在擠壓態AlN/AZ91D鎂基復合材料的基礎之上僅進行了一道次的冷軋變形，通過優化冷軋工藝，最終制備出了高強高塑性的變形鎂基復合材料，其強度與目前高強稀土鎂合金的強度相當(甚至高于一些稀土鎂合金的強度)，而其塑性卻顯著高于目前高強稀土鎂合金。因此，本方法所制備的變形鎂基復合材料擁有高強高塑的力學特性。與高強稀土鎂合金相比，該方法所用坯料AlN/AZ91D鎂基復合材料(專利201510882938.5)的制備成本低，擠壓也是目前工業上的常規擠壓工藝，擠壓后一道次的冷軋工藝也保證了該變形工藝的簡單性與實用性，有利于材料的工業化生產。

技術領域

本發明屬于低成本高強高塑性非稀土變形鎂基復合材料的擠壓棒材制備工藝，涉及一種高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝。

背景技術

對于坯料為AlN/AZ91D鎂基復合材料(專利201510882938.5)，雖然其鑄態材料具有更加優異的高強高塑特性，但與其它變形鎂合金相比，其強度偏低，難以滿足承載結構件的性能要求，這限制了其進一步推廣和應用。依據金屬材料塑性變形和強化理論可知，合金材料變形后，其組織可得到進一步細化，并消除組織缺陷，從而可以顯著提高材料的力學性能。對于變形鎂合金，通過變形加工，鎂合金可以生產出尺寸多樣的板、棒、管、型材及鍛件產品，從而滿足更多承載結構件的需要。但由于當前我國變形鎂合金受限于室溫塑性差，而高溫變形則導致強度提高低，限制了其在航空、航天等領域的應用。因此開發低成本高強變形能力的鎂合金已經成為鎂合金材料發展的一個重要方向。

坯料為AlN/AZ91D鎂基復合材料(專利201510882938.5)，其除了具有優良的鑄造性能之外，還擁有鑄造鎂合金所不具備的高塑性，這為通過變形處理進一步提高鎂合金強度奠定了基礎。

目前變形鎂合金及鎂基復合材料強度低、塑性差的問題。而低的強度和塑性一直制約著變形鎂合金的發展與應用。

另外，傳統的顆粒增強鎂基復合材料由于在其制備過程中存在氧化物夾雜、顆粒強化相分布不均勻、反應過程難以控制，材料鑄造缺陷多，基體與強化相界面結合薄弱，制備成本高等問題，嚴重影響了鎂基復合材料在變形領域的發展和應用。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝，制備出了更高強塑性的變形鎂合金材料，而且工藝的簡單和成本的低廉有利于工業化推廣和應用。

技術方案

一種高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝，其特征在于步驟如下：

步驟1、固溶處理：將鎂基復合材料鑄錠放入電阻爐中，進行溫度400±10℃，時間25h的固溶處理；

步驟2：擠壓之前，將固溶處理后的鑄錠放在電阻爐中，在擠壓溫度360±10℃下保溫1h，然后在360±10℃溫度下進行擠壓變形，擠壓速度為3cm～5cm/min，擠壓比25:1；

步驟3：將擠壓態的鎂基復合棒料放入熱處理爐，在280±20℃進行退火處理15min后，空冷至室溫，然后切取矩形板材進行一道次冷軋制備出冷軋板材，上軋輥轉速為40r/min，上下軋輥轉速比為2:1，冷軋變形量為20％。

有益效果

本發明提出的一種高性能變形鎂基復合材料擠壓棒材和冷軋板材的制備工藝，在擠壓態AlN/AZ91D鎂基復合材料的基礎之上僅進行了一道次的冷軋變形，通過優化冷軋工藝，最終制備出了高強高塑性的變形鎂基復合材料，其強度與目前高強稀土鎂合金的強度相當(甚至高于一些稀土鎂合金的強度)，而其塑性卻顯著高于目前高強稀土鎂合金。