[發明專利]高強塑AlN/AZ91D復合材料短流程軋制方法

有效

• 申請號: 201710996951.2
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107747071B
• 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

本發明涉及一種高強高塑性AlN/AZ91D鎂基復合材料板材的短流程軋制制備工藝，制定了軋制前鑄錠的固溶與水淬工藝，優化了后續軋制與退火工藝，從而提出了一套生產高強高塑性鎂基復合材料軋板的冷軋工藝。該冷軋工藝道次壓下量大，軋制道次間退火次數少，退火時間短，可以實現工業上的短流程制備。尤其是，通過該專利技術，即固溶工藝參數、水淬工藝參數、軋制工藝參數與退火工藝參數的最佳配比，在獲得高強高塑性冷軋板材的同時解決了冷軋過程中的邊裂問題，最終能夠高效率地獲得高質量高性能的鎂合金復合材料冷軋板材。

技術領域

本發明屬于AlN/AZ91D鎂基復合材料軋制工藝，涉及一種高強高塑性AlN/AZ91D鎂基復合材料板材的短流程軋制制備工藝，針對原位顆粒強化AlN/AZ91D鎂基復合材料(專利201510882938.5)，采用一系列優化的固溶處理和軋制工藝，提出了制備具有高強高塑鎂基復合材料板材的軋制工藝，從而可以進一步提高AlN/AZ91D鎂基復合材料的力學性能。

背景技術

鎂及鎂合金自身的密排六方晶體結構決定了其低的塑性和差的室溫變形能力，這一缺點嚴重制約了鎂合金的工業應用。在鎂合金板材的冷軋過程中，即使在道次壓下量很小的情況下，也極易出現嚴重的邊裂，因而很難獲得高質量高性能的鎂合金軋板。因此，對工業生產來說，高質量高性能鎂合金冷軋板材的制備一直是一個工業難題。目前，工業上對于鎂合金板材的制備，不得不采用熱軋工藝來獲得。然而，鎂合金的熱軋給工業生產帶來了諸多不利，如熱軋過程中軋輥和坯料需要一直維持高的溫度，這給工作人員的操作帶來不便的同時也需要消耗大量的能源，并且熱軋工藝對軋機的性能也提出了很高的要求，除此之外，熱軋的整個流程甚至還需要保護氣的保護，防止鎂合金的高溫氧化，因此這不僅增加了板材的制備成本而且性能提高也不顯著。

本發明所用的坯料為AlN/AZ91D鎂基復合材料鑄錠(專利201510882938.5)，跟傳統的鑄態鎂合金相比，它兼具鑄態鎂合金的強度與變形鎂合金的塑性，因此除了被用作鑄件之外，還有很大的變形潛力。

本發明針對AlN/AZ91D鎂基復合材料鑄錠獨特的力學行為特征，旨在解決目前鎂合金冷軋板材強度低、塑性差以及軋制板材邊裂傾向較大等一系列問題。低的強度、塑性以及嚴重的邊裂傾向一直制約著鎂合金冷軋板材的發展與應用，而且工業上界至今沒有得到有效解決。即使工業上目前應用最廣的變形鎂合金AZ31具有高的塑性，然而卻不具備高的強度；其它通過合金化手段獲得的高強鎂合金材料，由于其固有的低塑性，在冷軋過程中也很難獲得高強高塑、低邊裂傾向的板材；傳統的顆粒強化鎂基復合材料由于在其制備過程中顆粒強化相分布不均勻、顆粒與基體界面結合薄弱等問題，使在強度提高的同時卻具有低的塑性和極差的室溫變形能力，因此，目前還沒有一種鎂基復合材料被應用于冷軋板材的制備。因此，低成本，高強度，高塑性，低邊裂傾向的鎂合金冷軋板材是目前工業上迫切需要的重要材料，其制備工藝尤其關鍵。

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，本發明提出一種高強高塑性AlN/AZ91D鎂基復合材料板材的短流程軋制制備工藝

技術方案

一種高強高塑性AlN/AZ91D鎂基復合材料板材的短流程軋制制備工藝，其特征在于步驟如下：

步驟1：將AlN/AZ91鎂基復合材料矩形板材坯料放入熱處理爐中，在400℃～425℃固溶20-30h，然后將其放入25℃的清水中進行水淬；

步驟2：去除水淬后板材材料表面的氧化皮，準備冷軋；

步驟3：冷軋過程中上下軋輥的轉速為20-40r/min，第一道次的冷軋壓下量為10％～15％，從第二道次開始，以后每道次的冷軋壓下量為15-25％，累計軋制量為80％，道次間的退火溫度為300-350℃，退火5-15min。

有益效果