CN101579817B - 生产镁合金薄板的方法 - Google Patents

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本发明涉及一种生产镁合金薄板的方法，包括以下步骤：铸造步骤：将添加有晶粒细化剂的、固相所占重量比例介于10％～15％之间的熔融镁合金供应至至少一对辊子之间，在比所述镁合金的熔融温度高40℃～50℃的温度下，连续铸造成厚度在4.0～6.0mm之间的板材；挤制步骤：进一步将连续铸造出的镁合金板挤制成为波浪型镁板，其挤制后镁板的厚度在2.0～3.5mm间；展平步骤：将波浪型镁板轧制展开为一平板状镁板；轧制步骤：将平板状镁板轧制为更薄的镁合金薄板，使镁合金薄板的宽度介于450～500mm间、厚度则介于0.5～1.5mm；表面处理步骤：在镁合金薄板表面镀膜，以防止氧化腐蚀。通过本发明制造出的厚度较薄的镁合金薄板，能够应用于3C产品。

Description

生产镁合金薄板的方法
技术领域
本发明涉及一种生产镁合金板的方法，尤其是涉及一种能够生产出用作3C产品外壳的镁合金薄板的方法。
背景技术
电子科技发展日新月异，科技产品不断的推陈出新，如笔记型计算机、手机、PDA、数字相机及语言翻译机等，更是现今不可或缺的电子科技产品，也由于科技的提升，产品种类更是琳琅满目，且逐渐以轻量化的信息产品为主，而随着产品不断轻量化之需求下，除了产品本身内部构件需朝向轻巧精密外，产品外壳的减量更是轻量化产品必需突破的重点之一。
为改善信息产品外壳体积大、质量重的缺陷，目前已开发利用镁合金作为产品外壳主要材质，主要系因镁合金本身的质量轻、结构强度高、刚性好、热传导率高、制振能力良好，其加工后的厚度较一般金属材质更薄，因此利用镁合金为主要材质俨然已成为高科技产品外壳的主流。
对一般利用压铸或半固态射出使用的镁合金大都为AZ91D、冲锻、冲压及超塑性等加工方式所采用轧制材AZ31B合金、铝合金冲压件用的AA5052、纯钛及不锈钢等的物理性质及机械性质作一比较分析，可以清楚得知以下结果：
1.镁合金质轻是主要特征，比重是铝的三分之二，钛的五分之二，若与不锈钢相比则只有四分之一。
2.热传导率虽只有铝合金的一半左右，但是比不锈钢或纯钛优异5～7倍。
3.由比强度(抗拉强度/比重)可知镁合金之强度优于纯钛、铝合金及不锁钢。
由上述表格的比较说明中可以很清楚的证明镁合金是最适合应用于薄壁信息携带型仪具之外壳件，但受于现有镁合金工艺之限制而无法再减薄，并非结构强度不足，意即产品均有Over-design(超越设计)之现象。
目前镁合金的制造主要以压铸及半固态射出法为主，而利用压铸及半固态射出法所制造出的镁合金构造，其最大宽度仅250mm，而厚度要达到0.8mm更属不易，且易出现许多缺陷，如针孔、气孔、缩孔、冷接纹及未完全填模等现象，因此必需以人工进行修补补土之作业(类似于汽车板金烤漆之补土方式)，此费时及耗费人力的后段处理费用相当高，以至于造成镁合金的价格居高不下；由于上述压铸及半固态射出法的工艺皆为将熔融(或半熔融)的镁注入模穴内而制作成品的方法，因此在制作信息携带型仪器薄壁外壳件时，常因浇道、流道、冒口等回材太多，造成成品率太低等问题。
一般金属板片的制造方式是利用连铸或半连铸之宽大厚板，经过多道次的连续轧制成为薄片材，属于大量生产及高度商业化的制造方式，此工艺需要许多台轧制设备、输送装置、宽大厂房等，整体投资相当庞大。以铝板之制造为例，厚板重达5～6吨、高5米、厚度30公分，经过多站多道次的热轧、冷轧、整平等步骤后成为薄片产品，此等制造方式不但耗费相当庞大的费用，又耗时实不符合经济效应，因此若能使用镁板的塑性加工，将能使外壳件于满足强度要求下产出最薄厚度的产品，可使产品更轻量化、省料及增加机构设计间的空间。
发明内容
为此，本发明提供了一种镁合金薄板生产工艺，其主要是利用连续铸造铸造出较薄的镁合金板材，再通过挤型工艺挤出厚度在2.0～3.5mm之间并呈波浪型的宽镁板，再利用展平技术将波浪型的宽镁板展开形成一平板状，配合热轧制使轧制后的宽镁板形成厚度为0.5～1.5mm的镁板，再对轧制后的镁板进行表面处理及材料特性分析，最后再将已成形的薄板交由3C外壳加工厂，利用冲压或冲锻成型方式，开发出信息产品的外壳，以达到轻量化的要求。
具体而言，本发明提供一种生产镁合金薄板的方法，包括以下步骤：
铸造步骤：将添加有晶粒细化剂的、固相所占重量比例介于10％～15％之间的熔融镁合金供应至至少一对辊子之间，在比所述镁合金的熔融温度高4℃～50℃的温度下，连续铸造成厚度在4.0～6.0mm之间的板材；
挤制步骤：进一步将连续铸造出的镁合金板挤制成为波浪型镁板，其挤制后镁板的厚度在2.0～3.5mm间；
展平步骤：将波浪型镁板轧制展开为一平板状镁板；
轧制步骤：将平板状镁板轧制为更薄的镁合金薄板，使镁合金薄板的宽度介于450～500mm间、厚度则介于0.5～1.5mm；
表面处理步骤：在镁合金薄板表面镀膜，以防止氧化腐蚀。
并且，优选地在本发明所述的生产镁合金薄板的方法中，所述镁合金薄板中各组分包括：4～5重量％的锌；3～4.5重量％的银；1～1.5重量％的锆；0.8～1.2重量％的锰；4.5～5.5重量％的钇；其余组分为镁。
本发明的主要有益效果在于：利用连续铸造工艺、挤型工艺、热辊轧、退火工艺、晶粒细化、整平工艺及表面处理等，制造出符合轻量化需求的镁合金薄板，以降低成本、提高市场竞争力。
附图说明
图1为本发明所述的生产镁合金薄板的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述的生产镁合金薄板的方法做进一步说明，以使本领域技术人员参阅本说明书能够据以实施。
请参阅第一图所示，本发明的方法包含下列步骤：铸造步骤：将添加有晶粒细化剂的、固相所占重量比例介于10％～15％之间的熔融镁合金供应至至少一对辊子之间，在比所述镁合金的熔融温度高4℃～50℃的温度下，连续铸造成厚度在4.0～6.0mm之间的板材。
所述晶粒细化剂包括：含碳细化剂、硼化系合金细化剂、稀土元素或混合稀土晶粒细化剂、含Zr元素合金以及其它合金元素如Ca、Sr、Ti等晶粒细化剂。
在铸造步骤中，是通过辊子进行连续铸造，其中固相镁合金所占重量比例介于10％～15％之间，并且满足在比所述镁合金的熔融温度高40℃～50℃的温度下进行铸造时，能够实现铸造出厚度在4.0～6.0mm之间的镁合金板材。
挤制步骤：进一步将连续铸造出的镁合金板通过波浪型模具挤制成为波浪型镁板，其挤制后镁板的厚度在2.0～3.5mm间。受挤制后的镁合金薄板由于挤制时的高挤型比，使挤压后的镁板内部晶粒细化，可有利于后续的薄化精密轧制。
展平步骤：将波浪型镁板轧制展开为一平板状镁板。挤压后的波浪型镁合金板经由展平机的展平处理而形成一平板状的镁板，这样可以缩短轧制时的时间。
轧制步骤：将平板状镁板轧制为更薄的镁合金薄板，使镁合金薄板的宽度介于450～500mm间、厚度则介于0.5～1.5mm。展平后的镁合金板由温轧制机的轧制处理进形温轧制时，由于镁合金板内部的晶粒通过连续铸造添加晶粒细化剂的镁合金材料，并且在挤制处理中已经细化，因此进行轧制处理时即可有效地将镁板轧制，使轧制后形成一宽度介于450～500mm、厚度在0.5～1.5mm之间的镁合金薄板。
最后进行表面处理步骤：在镁合金薄板表面镀膜，以防止氧化腐蚀。
在最终应用上，可以根据各重镁合金薄板的不同状况分别施以退火或以其它处理，也可依其机械性质、物理性质等等以提供不同产品制造的需求冲压成型，或者利用冲锻或冲压方式，开发各种不同产品的外壳。
发明人通过反复试验还发现，当采用所述镁合金薄板中各组分包括：4～5重量％的锌；3～4.5重量％的银；1～1.5重量％的锆；0.8～1.2重量％的锰；4.5～5.5重量％的钇；其余组分为镁时，能够获得良好的生产效果。换言之，采用本发明提供的生产镁合金薄板的方法对具有上述组分的镁合金进行处理，能够获得就有良好物理性能的镁合金薄板。
特别是，当采用的所述镁合金薄板中各组分包括：4.3重量％的锌；3.5重量％的银；1.5重量％的锆；1.2重量％的锰；4.5重量％的钇；其余组分为镁时，效果最佳。
镁合金通过连续铸造、挤制及轧制将镁板内部的晶粒细化，而形成厚度较薄的薄板片，其该镁合金薄板片不但可使高科技信息产品，如笔记型计算机、通讯产品、数字产品等达到轻量化，亦可取代汽车铝合金之压铸件，另镁合金具有金属质感、硬度高、强度大等特性，如此不但能有效的广范应用，藉以提高产业竞争力，且可大量生产制造，大幅降低制造成本。
综上所述，本发明的生产镁合金薄板的方法不但可使镁合金的厚度有效缩减，令信息产品达到轻量化的须求，且可大量生产使镁合金的应用更为广范，并大幅降低镁合金的制造成本，提高产业的竞争力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种生产镁合金薄板的方法，包括以下步骤：
铸造步骤：将添加有晶粒细化剂的、固相所占重量比例介于10％～15％之间的熔融镁合金供应至至少一对辊子之间，在比所述镁合金的熔融温度高4℃～50℃的温度下，连续铸造成厚度在4.0～6.0mm之间的板材；
挤制步骤：进一步将连续铸造出的镁合金板挤制成为波浪型镁板，其挤制后镁板的厚度在2.0～3.5mm间；
展平步骤：将波浪型镁板轧制展开为一平板状镁板；
轧制步骤：将平板状镁板轧制为更薄的镁合金薄板，使镁合金薄板的宽度介于450～500mm间、厚度则介于0.5～1.5mm；
表面处理步骤：在镁合金薄板表面镀膜，以防止氧化腐蚀。
2.如权利要求1所述的生产镁合金薄板的方法，其中，所述镁合金薄板中各组分包括：4～5重量％的锌；3～4.5重量％的银；1～1.5重量％的锆；0.8～1.2重量％的锰；4.5～5.5重量％的钇；其余组分为镁。
3.如权利要求2所述的生产镁合金薄板的方法，其中，所述镁合金薄板中各组分包括：4.3重量％的锌；3.5重量％的银；1.5重量％的锆；1.2重量％的锰；4.5重量％的钇；其余组分为镁。
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