CN102586708B - 宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法 - Google Patents

Abstract

宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法，涉及一种可生产大规格、高强度镁合金锻造成型工艺。去除宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，将锭坯边角倒钝，然后依次进行均匀化退火、加热约束锻造、热处理和表面机加工处理。可实现成型后宽度大于2000mm、长度大于2000mm，厚度界于25～80mm大规格的镁合金板材生产加工。产品屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥12%。锻造生产效率较一般锻造可增进2倍以上。本发明产生的毛边废料相当少，可大大提高材料的利用率。

Description

宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金制造工艺，特别涉及一种可生产大规格、高强度镁合金锻造成型工艺。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性能好，机加工性能优良、易回收等优点，在航空航天、交通工具、3C等行业有极大的应用前景，被誉为“21世纪的金属材料”。但由于镁合金属于密排六方结构，室温塑性较低，成型能力差，大大限制了镁合金应用。目前对于变形镁合金的板材的生产主要集中于热轧变形方式，但热轧板材尺寸小、综合性能较差，因而极大限制了大规格高强度变形镁合金的推广和应用。

发明内容

本发明目的是针对宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯提供成型工艺。

本发明技术方案是：去除宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，将锭坯边角倒钝，然后依次进行均匀化退火、加热约束锻造、热处理和表面机加工处理。

本发明所述均匀化退火是将锭坯置于360～430℃的温度环境下处理15～25小时。可实现镁锭成分均匀化和晶粒均匀化，同时可实现低能耗，比常规电阻炉加热节能30-60%。

所述加热约束锻造是采用长度为连续，且宽度受限的具有型槽的锻砧，所述型槽设有5~15°的拔模斜度，将工件置于所述锻砧中，在锤头的作用下，以步进式、多道次锻造方法进行锻造，锻造比不小于5，道次压下率为8～35%，每次加热后的锻造道次数为1～3次；所述锤头和锻砧温度保持在300～400℃，工件的表面温度为350～450℃。

在所述加热约束锻造时，于锤头和工件之间、砧板和件之间采用石墨或氧化钼或玻璃粉进行固体润滑。

在所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对锤头和锻砧进行加热。以维持锻砧和锻锤的温度，比常规电阻炉加热节能30-60%。

在所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对工件进行补热。以维持工件的温度，比常规电阻炉加热节能30-60%。

所述热处理是采用人工时效处理。可使材料的晶粒进一步细化和细小强化相的弥散均匀析出，使得材料的综合机械性能得到进一步的提高。

所述表面机加工处理是对工件进行表面打磨或铣面、外形尺寸修正处理。以确保产品的外形尺寸和表面质量。

本发明可实现成型后宽度大于2000mm、长度大于2000mm，厚度界于25～80mm大规格的镁合金板材生产加工。可实现生产屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥12%的高强度镁合金板材。锻造生产效率较一般锻造可增进2倍以上。本发明产生的毛边废料相当少，可大大提高材料的利用率。本发明可实现低能耗，耗能比常规电阻炉节能30～60%。

具体实施方式

下面结合牌号AZ31B，形成的产品规格要求28mm×1800 mm×2100 mm的镁合金板材生产为例进行说明。

1、锭坯准备：去除对长、宽、高为260mm、740mm、1800mm的宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，再将锭坯边角倒钝。

2、均匀化处理：将锭坯置于390℃的温度环境下保温20小时。

3、锭坯加热：将锭坯加热至表面温度430℃，保温时间4h。

4、锻造：

采用长度为连续，且宽度受限的具有型槽的锻砧，所述型槽设有5~15°的拔模斜度，锤头尺寸和形状与锻砧相匹配。

将工件置于锻砧中，在锤头的作用下，以步进式、多道次锻造方法进行锻造，锻造比不小于5，道次压下率为8～35%，每次加热后的锻造道次数为1～3次；

在加热约束锻造时，于锤头和工件之间、砧板和件之间采用石墨或氧化钼或玻璃粉进行固体润滑。

在加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对锤头和锻砧、工件进行补热，使锤头和锻砧温度保持在300～400℃，工件的表面温度为350～450℃。

开坯温度430℃，其余具体的锻造工艺参数见下表：

其中锻完第三道次，在线切割，将97 mm×740 mm×4250 mm板材切割成为97 mm×740 mm×2100 mm的板材2块，之后改变锻造方向，沿740mm长度方向锻造，最终形成规格为26mm×2100mm×2100mm，第三道次以后一火连锻2次。

5、软化退火：将终锻的工件置于360℃温度环境下处理180min。

6、锯切、表面处理：在常温下进行锯边，对表面进行打磨或铣面，形成规格为：28mm×1800mm×2100mm的产品。

7、检测：经检测产品的Rm=280～302Mpa，R0.2=242～255MPa。屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥12%。

8、涂油包装：对成品进行涂油包装入库。

9、本发明工艺形成拉品与常规生产镁合金板材工艺生产的镁合金板材规格（长宽）及性能对比：

（1）常规热轧制镁合金板材

                 板材规格宽度不大于：1800mm

沿轧制方向：Rm=270Mpa,R0.2=210 MPa。

                 与轧制方向成45°：Rm=262 MPa,R0.2=189 MPa

（2）常规热挤压镁合金板材

                板材规格宽度不大于：600mm（挤压设备昂贵需几个亿）

（沿挤出平行方向）：Rm=300 MPa,R0.2=200-270 MPa。

                与挤出方向成45°：Rm=132.9 MPa

（3）常规连铸连轧镁合金板材

板材规格宽度不大于：1800mm

沿轧制方向：：Rm=300 MPa,R0.2=200-270 MPa。

与挤出方向成45°：Rm=263 MPa

     由上可见，本发明工艺制成的产品的特点是：本发明可实现成型后镁合金板材屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥12%的高强度镁合金板材。锻造生产效率较一般锻造可增进2倍以上。本发明产生的毛边废料相当少，可大大提高材料的利用率。本发明可实现低能耗，耗能比常规电阻炉节能30～60%。

Claims (4)

1.宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法，其特征在于去除宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，将锭坯边角倒钝，然后依次进行均匀化退火、加热约束锻造、热处理和表面机加工处理；所述均匀化退火是将锭坯置于360～430℃的温度环境下处理15～25小时；所述加热约束锻造是采用长度为连续，且宽度受限的具有型槽的锻砧，所述型槽设有5~15°的拔模斜度，将工件置于所述锻砧中，在锤头的作用下，以步进式、多道次锻造方法进行锻造，锻造比不小于5，道次压下率为8～35%，每次加热后的锻造道次数为1～3次；所述锤头和锻砧温度保持在300～400℃，工件的表面温度为350～450℃；所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对锤头和锻砧进行加热；在所述加热约束锻造时，于锤头和工件之间、砧板和件之间采用石墨或氧化钼或玻璃粉进行固体润滑。

2.根据权利要求1所述宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法，其特征在于在所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对工件进行补热。

3.根据权利要求1所述宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法，其特征在于所述热处理是采用人工时效处理。

4.根据权利要求1所述宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法，其特征在于所述表面机加工处理是对工件进行表面打磨或铣面、外形尺寸修正处理。