[發明專利]一種高體積分數第二相鎂合金的預變形輔助熱處理及其軋制方法

有效

• 申請號: 201711254825.6
• 申請日: 2017-12-02
• 公開（公告）號: CN107999538B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王慧遠;張呈呈;姜啟川;王珵;查敏;楊治政;榮建;張行;徐新宇;馬趁義
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B21B3/00
• 分類號: B21B3/00;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 長春市東師專利事務所 22202
• 代理人: 張鐵生

本發明公開了一種高體積分數第二相鎂合金的預變形輔助熱處理及其軋制方法，它包括：鑄軋鎂合金坯料在200–350攝氏度保溫5–45分鐘后，進行1–3道次預變形軋制，每道次壓下量為3–25%；預變形后鎂合金置在惰性氣體保護下加熱至200–430攝氏度，保溫30–300分鐘；所述的板坯經過7道次以上軋制，每道次間在300–400攝氏度保溫5–30分鐘；將薄板在惰性氣體保護下加熱200–375攝氏度，10–200分鐘的退火熱處理，獲得具有均勻彌散分布第二相和細晶組織的鎂合金板材。改善鎂合金中尺寸粗大的鏈條狀第二相形貌，解決了“高溫長時間仍難以充分固溶異常粗大偏析相”難題，攻破軋制過程中“裂邊、中間斷裂、難以軋制成型”的難關，板材組織細小均勻，第二相形貌圓整，室溫拉伸具有高強韌性。

技術領域

本發明涉及金屬材料領域，具體涉及高體積分數第二相鎂合金應力輔助相擴散軋制方法。

背景技術

鎂合金作為最輕的工程結構金屬材料，具有比強度高、比剛度高、電磁屏蔽能力強、阻尼減震性好、導電導熱性好及良好的再回收性等優點，在汽車、航天、通訊等領域輕量化、節能、環保等諸多方面得到日益廣泛的應用。然而，塑性加工成形困難一直是限制鎂合金發展最主要的問題之一。除了鎂合金固有的密排六方晶格結構以外，第二相的尺寸與分布也是影響鎂合金塑性成形的重要因素。近年來，熔體鑄軋開坯相比于傳統熱軋或擠壓開坯等由于成本低、操作簡單，并能生產高質量的鎂合金板材，已得到較為廣泛關注和應用。然而，鑄軋高鋁含量的鎂–鋁–鋅系合金通常會產生大量的偏析相，并且尺寸較大、主要呈鏈條狀分布，大大降低了材料的加工性能，嚴重限制了其在后續變形過程中的應用，難以實現薄板的批量生產。本發明給出一種高體積分數第二相鎂合金的應力輔助相擴散及其軋制方法，制備的板材組織細小均勻，析出相形貌圓整，具有高強韌性力學性能。該方法工藝簡單、可靠，易于推廣應用，非常適用于高體積分數第二相鑄軋鎂合金的軋制過程，同時適合于含有高體積分數第二相的難變形擠壓、鍛造等鎂合金。

發明內容

本發明的目的是為了解決塑性加工成形困難的問題，而提供一種高體積分數第二相鎂合金應力輔助相擴散軋制方法。

高體積分數第二相鎂合金應力輔助相擴散軋制方法，它包括：

（1）應力輔助相擴散：鑄軋鎂合金坯料在200–350攝氏度保溫5–45分鐘后，進行1–3道次預變形軋制，每道次壓下量為3–25%；預變形后鎂合金置在惰性氣體保護下加熱至200–430攝氏度，保溫30–300分鐘，獲得熱處理擴散第二相的板坯；

（2）高溫軋制：所述的板坯經過7道次以上軋制，每道次壓下量為2–30%，每道次間在300–400攝氏度保溫5–30分鐘，軋制成薄板；

（3）再結晶處理：將薄板在惰性氣體保護下加熱200–375攝氏度，10–200分鐘的退火熱處理，獲得具有均勻彌散分布第二相和細晶組織的鎂合金板材；

步驟（1）所述預變形過程中鎂合金的處理溫度為220–320攝氏度，所述每道次預變形壓下量為8–15%，熱處理溫度為300–425攝氏度，處理時間為60–240分鐘；

步驟（2）所述高溫軋制過程中鎂合金的處理溫度為320–370攝氏度，所述每道次變形壓下量為6–20%，總下壓量大于70%；

步驟（3）所述再結晶處理退火溫度為250–350攝氏度，處理時間為30–180分鐘；

步驟（1）所述預變形軋制為單一方向軋制、兩頭交替軋制和\或90度調轉軋制；

所述的鑄軋鎂合金包括AZ31、AZ61、AZ91、AT82、ATZ421或ATZ821鎂合金。

高體積分數第二相鎂合金，它的基體晶粒小于20微米；

所述的基體晶粒小于10微米；

所述的基體晶粒小于5微米；