CN102000695B - 镁合金金属板材的轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的金属板材的轧制方法，包括预处理步骤和轧制步骤，所述预处理步骤为在轧制步骤前先对板材施加一个沿板材横向的压应力或沿板材法向的拉应力，使板材产生塑性应变；本发明在板材轧制之前，先对板材进行预处理，即通过对板材施加特定的应力来改变板材的织构取向，从而减弱或者消除了基面织构，从而很大程度提高了板材的轧制成形性，就是能很大的压下量还不出现裂纹，因此能够减少板材在轧制过程中的边裂，提高了轧制工作效率，降低了生产成本；本发明对镁合金等密排六方晶体结构的金属轧制具有通用性，镁合金单道次轧制压下量大于60％，不会出现边裂。

Description

镁合金金属板材的轧制方法
技术领域
本发明涉及一种金属加工方法，具体涉及一种镁合金金属板材的轧制方法。
背景技术
镁合金作为最轻的结构合金，已经逐渐被应用到航空航天、汽车、摩托车、电子产品等领域，而对其力学性能的要求也越来越高。传统的铸造镁合金已经渐渐无法满足要求，采用挤压、轧制、锻造等塑性加工工艺生产的变形镁合金产品，由于具有更好的力学性能、多样化的结构而越来越受到重视。其中轧制因更容易大规模生产大件型材而受到广泛关注。
但是，由于镁是密排六方结构，在室温只有3个滑移系，不满足5个滑移系的多晶体塑性变形协调性原则，所以其塑性较低。另镁合金的体积热容较小1781J/(dm3·K)，升温和散热降温都比较快，在轧制变形中温度下降很快，且不均匀，还由于基面织构等原因，易发生边裂和裂纹。目前镁合金的轧制成型多采用普通的轧制工艺，轧制后的组织有强烈的(0002)基面织构，不利于后续加工成型。因此，滑移系少、孪生和较强的基面织构导致的成型困难是镁合金轧制成型的重要特点，严重影响下一道次轧制和二次成型。所以现在镁合金的轧制工艺多采用小压下量，多道次，中间退火的方式进行，需要的工序很多，生产效率不高。
因此，需要一种能够减少边裂，提高成型性的轧制工艺，来提高轧制工作效率，降低生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁合金金属板材的轧制方法，能够减少金属板材在轧制过程中的边裂，提高轧制工作效率，降低生产成本。
本发明的镁合金金属板材的轧制方法，包括预处理步骤和轧制步骤，所述预处理步骤为在轧制步骤前先对板材施加一个沿板材横向的压应力或沿板材法向的拉应力，使板材产生塑性应变。
进一步，板材在所述沿板材横向的压应力或沿板材法向的拉应力作用下产生的塑性应变量为1％～20％；
进一步，对板材进行所述预处理步骤和轧制步骤后，再进行所述预处理步骤和轧制步骤，直到板材达到目标厚度；
进一步，进行所述预处理步骤时，板材温度为200～400℃；
进一步，在所述预处理步骤和轧制步骤之间，还包括一个保温步骤，所述保温步骤为将板材在200～400℃下保温30分钟；
进一步，所述轧制步骤中，轧辊温度为200～400℃。
本发明的有益效果在于：本发明在板材轧制之前，先对板材进行预处理，即通过对板材施加特定的应力来改变板材的织构取向，使基面发生偏转，从而减弱或者消除了基面织构，从而很大程度提高了板材的轧制成形性，就是能很大的压下量还不出现裂纹，因此能够减少板材在轧制过程中的边裂，提高了轧制工作效率，降低了生产成本；本发明对镁合金等密排六方晶体结构的金属轧制具有通用性，镁合金单道次轧制压下量大于60％，不会出现边裂。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为镁合金板材的方向示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1：
先对一块镁合金板材进行预处理，即在400℃下沿板材横向(图1中A向为轧制方向，B向为横向，C向为法向)施加压应力，所述压应力大于板材在横向上的屈服应力，因此板材会产生塑形应变，当应变达到20％时，停止预处理，然后将板材送入轧辊轧制，轧辊温度为常温，压下量为63％，得到的镁合金板材没有出现边裂等缺陷。
实施例1中，通过对板材施加沿板材横向的压应力来使(0002)基面垂直于横向，也是平行于法向，有效的减少了基面(即垂直于法向的面)的织构；因此，对板材施加的应力还可以是沿板材法向的拉应力，因为这样原理与实施例1相同，也可以使基面向平行于法向偏转，有效减少基面织构。
在实际应用中，本实施例中预处理时的温度和应变都可以调整，理论上可在任何温度，只要应力大于屈服应力，使板材产生塑形应变，改变了基面织构方向，就可以达到本发明的效果；但是为了得到最好的效果，需要根据实际情况调整工艺参数，最理想的应变范围是1％～20％，因为应变太小，效果不明显，应变太大，板材表面已经不光洁，可能需要切削等加工后才能轧制；而预处理时的最佳温度为200～400℃，因为在此高温下，板材的屈服应力较小，容易实现应力大于屈服应力。
另外，虽然本实施例中轧辊温度为常温，但轧辊温度也可以调整，根据镁合金板材的轧制成形性，热轧过程中会发生动态再结晶，可以细化组织，且热轧得到的板材孪晶较少，所以热轧板材的综合力学性能较好；因此最好是热轧，轧辊温度在200～400℃，还可以在所述预处理步骤和轧制步骤之间，增加一个保温步骤，所述保温步骤为将板材在200～400℃下保温30分钟。
在实际应用中，为了使板材达到目标厚度，如果一道次轧制不够，还可以重复多次，即对板材进行所述预处理步骤和轧制步骤后，再进行所述预处理步骤和轧制步骤，直到板材达到目标厚度。
对照实施例1：
将一块与实施例1相同的镁合金板材在400℃下沿板材法向施加压应力，所述压应力大于板材在法向上的屈服应力，因此板材会产生塑形应变，当应变达到20％时，停止施加压应力，然后将板材送入轧辊轧制，轧辊温度为常温，压下量为63％，得到的镁合金板材有少量边裂。
对照实施例2：
将一块与实施例1相同的镁合金板材直接送入轧辊轧制，轧辊温度为常温压下量为63％，得到的镁合金板材边裂很严重。
将实施例1与对照实施例1、2对比，可以看出：实施例1的板材先经过施加沿板材横向的压应力，在大压下量的轧制过程中，没出现裂纹；对照实施例2的板材裂纹非常严重；对照实施例1虽然比对照实施例2裂纹少很多，但其效果与实施例1相比，还是存在较大差距，因为对照实施例1施加应力的方向不对，不能使基面发生了偏转，不能减少基面织构，其之所以能减少裂纹是因为在应力的作用下组织发生了动态再结晶，组织细化，所以能在一定程度提高塑性，但其效果不够理想，而且这样会造成强烈的基面织构，在多道次的轧制中，裂纹又会大量出现。因此采用本发明的轧制工艺，减少或消除了板材的基面织构，所以更利于下一道次轧制，利于较大压下量，一道次或多道次轧制，有效减少了常规轧制的道次数量和时间，节约了能源和成本。
本发明除适用于镁合金板材外，还对镁合金以外的其他密排六方晶体结构的金属板材的轧制具有通用性，因密排六方金属在常规轧制时会产生强烈的基面织构，影响下一道次轧制和二次成型，本发明是利用施加一定的应力来改变板材的织构取向，使(0002)面发生了偏转，从而减弱或者消除了基面织构，从而极大提高了板材下一道次轧制的成形性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (1)

1.镁合金金属板材的轧制方法，包括预处理步骤和轧制步骤，其特征在于：所述预处理步骤为在轧制步骤前先对板材施加一个沿板材横向的压应力或沿板材法向的拉应力，使板材产生塑性应变；板材在所述沿板材横向的压应力或沿板材法向的拉应力作用下产生的塑性应变量为1％～20％；
对板材进行所述预处理步骤和轧制步骤后，再进行所述预处理步骤和轧制步骤，直到板材达到目标厚度；
进行所述预处理步骤时，板材温度为200～400℃；所述轧制步骤中，轧辊温度为200～400℃；
在所述预处理步骤和轧制步骤之间，还包括一个保温步骤，所述保温步骤为将板材在200～400℃下保温30分钟。
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