CN102665945A - 制造镁合金板的方法和镁合金卷材 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造具有良好压制加工性的镁合金板的方法和通过对所述镁合金板进行卷绕而得到的镁合金卷材。在将由镁合金构成的原料板(1)预加热至280℃以下之后，利用压延辊(3)对所述经加热的原料板(1)进行压延并对得到的长的压延板进行卷绕。将所述压延辊(3)的表面温度设定为230℃～290℃。以连续方式重复实施预加热、压延和卷绕。通过将所述原料板(1)和压延辊(3)两者的温度都设定为特定温度，能够提高所述原料板的压延性能并能够以连续方式对所述原料板进行适当压延。另外，能够抑制在所述压延辊的宽度方向上的温度变化量并能够实施均匀压延，从而导致可制造长的镁合金板。在这种镁合金板中，通过压延而充分引入加工应变并抑制了晶粒尺寸的增大。由此，所述镁合金板具有良好的压制加工性。此外，得到了不易造成伸缩并具有良好外观的卷材。

Description

制造镁合金板的方法和镁合金卷材

技术领域

本发明涉及制造镁合金板的方法，所述方法提供长的镁合金板，本发明还涉及通过对所述板进行卷绕而得到的镁合金卷材。特别地，本发明涉及制造镁合金板的方法，所述方法提供具有良好压制加工性的长镁合金板。

背景技术

含有镁和各种元素的镁合金轻质并具有高强度质量比以及良好的冲击吸收性。因此，已经对镁合金进行了研究以作为用于电动和电子装置如移动电话和移动计算机的壳体的构成材料和用于各种构件如汽车部件的构成材料。由于镁合金具有六方晶体结构(六方密堆积(hcp)结构)，所以其在常温下的塑性加工性差。因此，用于壳体等的镁合金产品主要通过压铸工艺或触变成型工艺由铸造材料形成。然而，当大量生产薄板、特别是上述构件时，难以通过上述铸造工艺来制造适用于这种薄板或构件的原料的长板。

美国材料试验协会(ASTM)标准的AZ31合金相对易于进行塑性加工。因此，已经研究了，通过对铸造板进行诸如压延或压制加工的塑性加工来降低由AZ31合金构成的铸造板的厚度。例如，专利文献1公开了，通过对由AZ31合金构成的原料进行温热压延并然后以组合的方式利用辊式矫平机和重结晶热处理对所述原料进行剪切变形来制造薄的镁合金板。

由于ASTM标准的AZ91合金具有高耐腐蚀性和强度，所以预期日益需要其作为精制材料。然而，AZ91合金以比AZ31合金更大的量含有Al并由此在塑性加工方面比AZ31合金差。专利文献2提出了，当对由AZ91合金构成并通过双辊铸造等得到的镁合金原料板进行压延时，将原料板的温度和压延辊的温度控制在特定范围内(比较低的温度)。作为温度控制的结果，抑制了晶粒尺寸的增大，不易在原料的表面中形成破裂，并可适当进行压延。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特许第3988888B号公报

专利文献2：日本特开2007-098470号公报

发明内容

技术问题

由于进行了塑性加工如压制加工、深拉或弯曲的镁合金结构构件具有比铸造材料更好的机械性能，所以要求进行了塑性加工的这种构件的生产率提高。例如，为了提高生产率，准备长的原料并将原料连续供应至塑性加工装置如压制装置中。另外，这种原料期望地具有良好的塑性加工性如良好的压制加工性。然而，未对制造适用于具有良好塑性加工性的长原料、特别是进行了塑性加工的构件如进行了压制加工的构件的原料的板(典型地，压延板)的方法进行充分研究。特别地，要求开发一种具有良好塑性加工性并由镁合金如AZ91合金构成的长板，所述长板含有大量添加元素并具有良好的特性如高强度、耐腐蚀性和耐冲击性。

本发明的发明人已经研究了，在长压延板的制造中，将长的材料、典型地通过对长的材料进行卷绕而得到的卷材用作长压延板的原料；在将卷材插入到压延辊中之前对所述卷材进行预加热；将经加热的卷材展开并压延；以及对所述压延板进行临时卷绕。换言之，本发明人已经研究了，以连续方式重复实施预加热、压延和卷绕以利用多道次实施压延。具体地，本发明人已经进行了如下研究。将相互面对的一对压延辊布置在可以反向运行的一对卷轴之间。将卷材设置在一个卷轴中并利用另一个卷轴对展开的原料板进行卷绕，由此使得原料板在卷轴之间移动。在移动期间，利用上述压延辊对原料板进行压延。通过反转所述卷轴即通过实施反向压延来重复实施所述压延。

由于含有大量添加元素如Al的镁合金通常具有差的塑性加工性，所以当实施塑性加工如压延时优选通过加热来提高镁合金的塑性加工性。例如，专利文献2公开了，在粗压延期间，原料板的温度为约350℃且压延辊的表面温度为约200℃，在精压延期间，原料板的温度为约210℃且压延辊的表面温度为约150℃。然而，当在压延步骤中使用明显不同的原料板加热温度时，将压延之后卷绕的卷材从卷轴上移除，调节压延辊的温度，并再次需要将卷材设置在卷轴中。随着道次数增大，设置并移除卷材的步骤数增大。这使得难以实施连续压延，这导致压延板的生产率下降并进一步导致进行了塑性加工的构件的生产率下降。

为了连续实施压延并以高生产率制造长压延板，提高原料板的温度以提高原料板的塑性加工性。具体地，可在所有道次期间将原料板加热至约350℃。然而，在这种情况下，当道次数增大时，在压延期间对原料板进行退火。因此，构成原料板的镁合金的晶粒尺寸增大，或者将利用压延辊在原料中累积的加工应变(剪切区域)释放而降低应变的量。由此，得到的压延板倾向于具有差的压制加工性。

或者，例如可提高压延辊的温度以提高原料板的塑性加工性。然而，如果压延辊的温度过度升高，则在压延辊宽度方向(轴向)上的温度变化量易于增大。由于压延辊通常由金属材料构成，所以如果压延辊具有温度变化，则膨胀程度随压延辊的位置而不同并由此使得压延辊发生局部变形。更具体地，例如，在将加热器布置在各个压延辊的宽度方向上的中心部分中以对压延辊进行加热的情况中，所述压延辊可具有其中中心部分膨胀的形状(冠形)。特别地，当使用宽的压延辊来制造宽的材料时，易于造成这种温度变化，因为与中心部分的温度相比，压延辊两个边缘的温度通常更易于下降。如果在压延辊如上所述发生变形的同时实施压延，则在压延之后得到的镁合金板宽度方向上的中心部分变薄且边缘部分变厚。宽度方向上的这种厚度变化不仅降低了产品价值而且降低了平坦度。此外，如果在压延之后对在宽度方向上具有厚度变化的压延板进行卷绕，则随着卷数增大，厚度变化的效果增强，且在将边缘部分对齐的同时，难以对压延板进行卷绕。即使将压延板卷绕，得到的卷材的边缘部分也不能对齐且卷的表面具有凸起和凹入，即得到了具有显著伸缩的卷材。此外，由于与中心部分相比，原料板的边缘部分相对易于冷却，所以易于产生破裂并由此得到具有大量边缘破裂的卷材。这种具有显著伸缩的卷材和具有大量边缘破裂的卷材作为产品的价值低，如同上述具有厚度变化的卷材和平坦度差的卷材。这些卷材降低了收率并由此降低了生产率。

因此，本发明的目的是提供一种制造镁合金板的方法，其中能够以高生产率制造具有良好压制加工性的长镁合金板。本发明的另一个目的是提供具有小的伸缩的镁合金卷材。

解决问题的手段

作为各种研究的结果，本发明的发明人发现了如下问题。即，将原料板或压延辊加热至高温以实施连续压延是无效的。为了实现所述目的，优选地，将原料板和压延辊两者的温度都设定在特定范围内，并将压延辊的运行温度设定在相对窄的范围内。本发明以上述发现为基础。

本发明制造镁合金板的方法是其中对由镁合金构成的原料板进行压延并对所得的长压延板进行卷绕以制造卷绕的镁合金板的方法，所述方法包括以连续方式多次重复实施的下述预加热步骤、压延步骤和卷绕步骤。

预加热步骤是对原料板进行加热的步骤且原料板的加热温度为280℃以下。

压延步骤是利用压延辊对所述经加热的原料板进行压延的步骤且压延辊的表面温度是230℃～290℃。

卷绕步骤是对所述经压延的板进行卷绕的步骤。

通过上述本发明的制造方法，例如，制造了以下本发明的镁合金卷材。通过对由镁合金构成的长板进行卷绕来制造本发明的镁合金卷材，且伸缩在5mm以内。

根据本发明的制造方法，通过将原料板和压延辊两者都加热至特定温度，提高原料板了的塑性加工性(主要是压延性能)并由此能够以连续方式适当实施压延。特别地，通过在可以抑制晶粒尺寸的增大和加工应变的释放的温度范围内相对提高原料板的加热温度，可将运行温度设定在230℃～290℃的相对窄的温度范围内而不会过度提高压延辊的温度。即，从230～290℃的相对窄的范围内选择压延辊的设定温度。通过将压延辊的设定温度规定在上述范围内，即使连续实施压延，压延辊仍不易被过度加热并能够抑制压延辊的局部热膨胀和由热膨胀造成的局部变形。结果，在压延辊中，能够在宽度方向上保持均匀形状并由此能够在原料板的宽度方向上均匀实施连续压延。因此，根据本发明的制造方法，制造了长的镁合金板。制造的镁合金板具有良好的压制加工性，因为晶粒的尺寸小且加工应变充分累积。

此外，当如上所述抑制了在压延辊宽度方向上的形状变化时，制造的镁合金板在镁合金板的宽度方向上具有小的厚度变化量并优选在整个长度和宽度上具有均匀厚度并进一步具有良好的平坦度。当厚度均匀时，即使镁合金板是长板，仍能够以高精度对镁合金进行卷绕。因此，如上所述，处于卷绕状态的本发明的卷材具有例如小的伸缩并由此产品价值高。通过如上所述抑制在压延辊的宽度方向上的形状变化，本发明的制造方法能够提供具有小边缘破裂的镁合金板。即，处于卷绕状态的本发明的卷材具有例如小的边缘破裂并由此产品价值高。本文中，例如，当对铝或其合金或者铁或其合金进行压延时，即使在压延辊的宽度方向上的温差大，在原料的宽度方向上的压延程度仍不易变化。结果，制造的压延板的厚度也不易变化。相反，镁合金的加工性能显著受温度影响。在本发明的制造方法中，如上所述，将压延辊的运行温度设定在相对窄的范围内，并将原料板的温度设定在特定范围内。由此，能够在原料板的宽度方向上均匀实施压延。因此，如上所述，能够连续制造具有均匀金属微观结构、均匀厚度、良好平坦度、小的伸缩和小的边缘破裂的镁合金板。

具有均匀厚度和良好平坦度并在将边缘部分对齐的同时进行卷绕的本发明的上述卷材可以有助于大量生产进行了塑性加工的构件，因为通过将卷材设置在塑性加工装置如压制装置中以展开卷材能够连续制造进行了塑性加工的构件。由于能够以高精度将构成本发明卷材的镁合金板布置在装置的预定位置处，所以通过使用本发明的卷材能够以高尺寸准确度制造进行了塑性加工的构件。

在本发明的一个实施方案中，所述镁合金含有7.0质量%～12.0质量%的铝。

在含有铝作为添加元素的镁合金中，随着铝含量增大，耐腐蚀性和强度提高并由此制造了各自具有高耐腐蚀性和强度的镁合金板、卷材和进行了塑性加工的构件。具体地，可例示地有ASTM标准的AZ系列合金、AM系列合金和Mg-Al-RE(稀土元素)系列合金。特别地，与其他Mg-Al系列合金如AZ31合金相比，以7.0～12.0质量%的量含有Al并以0.5～3.0质量%的量含有Zn的Mg-Al系列合金如AZ91合金具有高耐腐蚀性和良好的机械性能如高强度和耐塑性变形性。然而，随着铝含量增大，镁合金硬化。因此，易于在加工如压延期间造成诸如破裂的缺陷且塑性加工性倾向于劣化。因此，优选根据添加元素的类型和含量，将压延期间的温度(原料板和压延辊的温度中的至少一个温度)控制(典型地升高)在特定范围内。

在本发明制造方法的一个实施方案中，在所述压延辊的宽度方向上，所述压延辊的表面温度的变化量(最高温度与最低温度之差)为10℃以下。

根据上述实施方案，在压延辊宽度方向上的温度变化量显著小，且能够在原料板的宽度方向上更均匀地实施压延。因此，能够适当制造具有小的厚度变化量和小的边缘破裂的镁合金板以及具有小的伸缩的卷材。优选地，在压延辊宽度方向上的区域中，在原料板接触的整个区域上均匀控制压延辊的温度。具体地，从上述范围选择压延辊的设定温度，并对压延辊的温度进行控制，从而落在选择温度的±5℃以内。

在本发明制造方法的一个实施方案中，在包括最终道次的所有道次的所述压延中，在压延即将开始时的所述原料板的温度为150℃～280℃。

在按本发明的制造方法连续实施压延的情况中，因加工热而将原料板的温度提高至一定程度。因此，如果在预加热步骤和压延步骤中将原料板的设定温度保持恒定，则原料板的温度会随道次数的增大而超过280℃。相反，在上述实施方案中，对原料板的温度进行控制，使得在压延即将开始时的原料板的温度落在上述特定范围内。这种温度控制有效地抑制了原料板的过度加热。因此，能够以高生产率制造具有均匀厚度的镁合金板和具有小的伸缩的卷材。通过将原料板的温度控制在上述范围内，还可以使得原料板与压延辊之间的温差变小。结果，能够以高生产率制造各自具有良好的压制加工性的镁合金板和卷材。

在本发明制造方法的一个实施方案中，在压延即将开始时的所述原料板的温度与所述压延辊的表面温度之差为30℃以下。

本发明的发明人已经发现，当如上所述在将原料板和压延辊加热至特定温度的同时使得原料板与压延辊之间的温差小时，制造了具有1000m以上长度的长压延板。因此，上述实施方案能够有助于大量生产具有良好压制加工性的镁合金板。随着温差下降，制造了更长的板并由此对下限无特殊规定。

在本发明制造方法的一个实施方案中，所述原料板为通过利用双辊铸造工艺对熔融的镁合金进行连续铸造而制得的铸造板。

通过诸如双辊铸造工艺的连续铸造工艺，能够容易地制造长的镁合金铸造板。根据上述实施方案，由于能够将长的板用作原料板以进行第一道次的压延，所以在第二次道次之后使用的原料板(压延板)也是长的板。因此，能够以高生产率制造更长的压延板。另外，由于如下所述通过双辊铸造工艺能够制造具有良好压延性能的铸造板，所以能够以高生产率制造更长的压延板。

在本发明卷材的一个实施方案中，所述板的厚度为0.8mm以下且边缘破裂的长度在8mm以内。

如上所述，在本发明的制造方法中，通过以多道次实施压延制造了具有例如1.0mm以下且进一步为0.8mm以下期望厚度的显著薄的镁合金板。当将这种薄板用于进行了压制加工的构件的材料时，制造了进行了压制加工的轻质薄构件。根据本发明的制造方法，如上所述，不易在压延板宽度方向上的边缘部分中造成破裂，并能够将破裂长度抑制为至多约8mm。因此，根据上述实施方案，可以降低在压延之后除去的破裂的量并提高了收率。在这点上，还能够提高卷材和进行了塑性加工的构件如进行了压制加工的构件的生产率。

发明效果

在本发明制造镁合金板的方法中，能够以高生产率制造具有良好压制加工性的长的镁合金板。本发明的镁合金卷材具有小的伸缩。

附图说明

[图1]图1(A)是示意性显示当实施本发明制造镁合金板的方法时所使用的压延线的实例的图。

图1(B)是在预加热步骤中所使用的加热箱的图。

具体实施方式

现在参考附图对本发明进行详细描述。

[制造方法]

(组成)

预期将本发明的制造方法应用于含有Mg作为基础材料(Mg：50质量%以上)和各种添加元素的镁基合金(添加元素之外的剩余物：Mg和附带的杂质)。通过本发明制造方法制造的本发明的卷材还能够由具有各种组成的镁合金中的一种构成。添加元素的实例包括铝(Al)、锌(Zn)、锰(Mn)、钇(Y)、锆(Zr)、铜(Cu)、银(Ag)、硅(Si)、钙(Ca)、铍(Be)、镍(Ni)、金(Au)、锶(Sr)、铈(Ce)、锡(Sn)、锂(Li)和RE(稀土元素，Y和Ce除外)。镁基合金的实例包括ASTM标准的AZ系列合金(Mg-Al-Zn系列合金，Zn：0.2～1.5质量%)、AM系列合金(Mg-Al-Mn系列合金，Mn：0.15～0.5质量%)和Mg-Al-RE(稀土元素)系列合金。即使合金以7.0～12.0质量%的大量含有Al，如上所述，通过应用本发明的制造方法，仍能够以连续方式适当实施压延。结果，能够制造具有小的收缩并由具有小的厚度变化量和良好机械性能的镁合金板构成的本发明的卷材。另外，以0.001质量%以上并优选0.1质量%～5质量%的总含量含有选自Y、Ce、Ca和稀土元素(Y和Ce除外)中的至少一种元素的镁合金，具有高耐热性和阻燃性。

(铸造)

能够将铸造材料(铸造板)适当用作原料板。通过连续铸造工艺如锭铸造工艺或双辊铸造工艺来制造铸造板。特别地，由于双辊铸造工艺使得可快速凝固，所以能够减少因偏析、氧化物等造成的内部缺陷，并能够抑制在塑性加工如压延期间由内部缺陷产生的破裂。即，优选双辊铸造工艺，因为制造了具有良好压延性能的铸造板。特别地，在含有大量Al的镁合金中，在铸造期间易于导致产生晶体中的杂质以及沉淀的杂质和偏析。即使在铸造之后实施压延步骤等，这种晶体中的杂质以及沉淀的杂质和偏析仍易于残留在合金内部。然而，由于如上所述能够减少偏析等，所以能够适当地将双辊铸造板用作原料板。所述铸造板的厚度无特殊限制，但优选为10mm以下，更优选5mm以下，特别优选4mm以下，因为在过厚的铸造板中易于造成偏析。铸造板的宽度也无特殊限制。能够使用具有使得可在制造设备中制造铸造板的宽度的铸造板。对长的铸造板进行卷绕以制造铸造卷材，将其用于下一步骤中。在卷绕时，当铸造材料中的卷绕开始部分的温度为约100℃～约200℃时，即使易于造成破裂的合金如AZ91合金也易于弯曲和卷绕。

(溶体化处理)

可在铸造板上实施压延，但在压延之前可实施溶体化处理。通过溶体化处理能够将铸造板均质化。在350℃以上并优选380℃～420℃的保持温度下实施溶体化处理并持续30～2400分钟的保持时间。保持时间优选随Al含量的增大而增大。在保持时间之后的冷却步骤中，通过使用加速冷却如水冷或鼓风冷却来提高冷却速率，能够抑制粗大沉淀物的沉淀。因此，能够制造具有良好压延性能的板。在长的铸造板上实施溶体化处理的情况中，能够与上述铸造卷材一样在将铸造板卷绕的状态下有效地对铸造板进行加热。

(预加热)

通过对进行了溶体化处理的原料板或铸造板进行压延来制造具有期望厚度的镁合金板(薄板)。在压延之前，对原料进行预加热以提高原料板的塑性加工性(压延性能)。在预加热中，通过使用加热手段如图1(B)中所示的加热箱2，能够一次对长的原料板进行预加热并由此实现良好的加工性。加热箱2是能够容纳卷绕的原料板1的热密封容器并且是其中通过加热机构(未示出)以循环方式供应具有预定温度的热风并能够保持期望温度的气氛炉。特别地，当可以将原料板1直接从加热箱2中拉出并进行压延时，能够缩短在使经加热的原料板1与压延辊3接触之前的时间并由此能够有效抑制在使经加热的原料板1与压延辊3接触之前原料板1的温度下降。具体地，加热箱2能够容纳卷绕状态的原料板1并旋转支持卷轴10，所述卷轴10能够进料并卷绕原料板1。将所述原料板1容纳在加热箱2中，将原料板1加热至特定温度，并然后通过旋转卷轴10而将原料板1拉出。图1(B)显示了将处于卷绕状态的原料板1容纳在加热箱2中的状态。实际上，以关闭状态使用加热箱2，但为了便于理解，在图1(B)中前面是打开的。

在预加热步骤中，对原料板进行加热，使得原料板的温度为280℃以下。即，在预加热步骤中，对原料板1进行加热，使得原料板的最高温度不超过280℃。加热手段如加热箱的设定温度能够在280℃以下的范围内选择。特别地，优选对所述设定温度进行调节，使得在所有道次期间在压延即将开始时的原料板的温度在150～280℃的范围内。当以多道次对原料板进行压延时，如上所述，原料板的温度倾向于因加工热而升高。另一方面，在将原料板展开并使其与压延辊接触之前，原料板的温度会下降。因此，考虑到压延速度(主要是压延期间原料的移动速度)、加热箱与压延辊之间的距离、压延辊的温度、道次数和原料板的厚度(热容)等，优选对加热手段的设定温度进行调节。加热手段的设定温度优选为如上所述的150～280℃，更优选210℃以上，特别优选250～280℃。加热时间可以为将原料板加热至特定温度所需要的时间。然而，在处于卷绕状态的原料板中，易于造成卷材的内部区域与外部区域之间的温度变化。由此，优选确保足够长的时间，使得整个原料板具有均匀温度。例如，可以将第一预加热时间设定为比较长，并可以根据原料板的温度，将通过进行了至少一个压延道次而加热至一定程度的原料板(因为预加热、与压延辊接触或加工热而处于加热状态)的预加热时间(道次之间的预加热时间)设定为比较短。通过缩短道次之间的预加热时间，能够提高压延板的生产率。另外，根据卷材的重量和尺寸(宽度、厚度)、卷材的卷数等可适当设定加热时间。

(压延)

将利用加热手段如加热箱2加热的原料板1从加热箱2中取出并供应至压延辊3以实施压延。具体地，可建造图1(A)中所示的压延线。压延线包括一对卷轴10a和10b以及一对压延辊3，所述一对卷轴10a和10b分开布置并能够反向运行，且所述一对压延辊3相互面对并布置在所述一对卷轴10a和10b之间，从而夹持移动的原料板1。将卷绕的原料板1安装在卷轴10a中并展开，利用卷轴10b对原料板1的一端进行卷绕，由此使得原料板1在卷轴10a与10b之间移动。在移动期间，通过夹在压延辊3之间，能够对原料板1进行压延。在图1(A)中所示的实例中，将卷轴10a和10b分别容纳在加热箱2a和2b中，并可以分别利用加热箱2a和2b对利用卷轴10a和10b卷绕的原料板1进行加热。将经加热的原料板1利用一个卷轴展开，从一个加热箱中排出，向另一个加热箱移动，并利用另一个卷轴进行卷绕。

本文中，利用卷轴10a和10b对原料板1的两端进行卷绕，并将除了利用卷轴10a和10b卷绕的两个端部区域之外的中间区域引入到压延辊3中以利用多道次进行压延。通过每一道次使得卷轴10a和10b的旋转方向反转来实施压延。即，实施反向压延。因此，在最终道次之前，不将原料板1从卷轴10a和10b上移除。

在图1中，压延辊3的数目仅是实例，并可在原料板1移动的方向上布置多对压延辊。

在本发明的制造方法中，还将压延辊加热至特定温度，具体地，230～290℃的温度。由于通过将压延辊加热至230℃以上能够将原料板保持在充分加热的状态下，所以能够实现原料板具有良好塑性加工性的状态，从而可适当压延。通过将温度设定为290℃以下，抑制了原料板晶粒尺寸的增大和因压延而引入的加工应变的释放并能够制造具有良好压制加工性的压延板。通过将压延辊的设定温度规定在60℃的窄范围内，能够抑制压延辊的过度加热，并能够有效地降低压延板的厚度变化量和由所述厚度变化量造成的伸缩的产生。特别地，当利用温度传感器4对即将开始将原料板供应至压延辊之前原料板的温度进行合适测量以进行温度控制如基于测得的温度改变压延辊的温度时，易于确实地保持上述设定温度。还可利用另一个温度传感器4来测量压延辊的温度。通过控制压延辊的温度而使得在压延辊宽度方向上的温度变化量为上述设定温度的±5℃，即温度变化量在10℃以内，能够有效地降低厚度变化量和伸缩。例如，可以在压延辊的宽度方向上布置多个温度传感器，从而能够测量在压延辊宽度方向上的多个点中的温度。根据测得的温度可对压延辊的温度进行调节。此外，当对压延辊和原料板的温度进行控制而使得原料板与压延辊之间的温差小(例如30℃以下且优选10℃以下)时，能够制造更长的压延板。

当将原料板1从加热箱2中取出时，在如上所述接触压延辊3之前，原料板1的表面温度轻微下降。本文中，在加热手段如加热箱2不包括卷轴10a和10b的情况中，需要将在加热手段中加热的原料板1从加热手段中取出并安装在供应装置中。为了尽可能减少在安装之前的温度下降，能够改善传输方式(例如利用绝热材料进行覆盖)或能够缩短安装所需要的时间。结果，能够抑制由传输和安装操作造成的原料板的温度下降。据认为，由于处于卷绕状态的整个原料板1具有比展开的原料板1的一部分更高的热容，所以在传输和安装期间温度不易下降。相反，在从卷轴10或供应装置进料原料板1之后，在原料板1接触压延辊3之前的温度下降会变得相对显著。这可能是因为，如上所述，展开的原料板的一部分具有低热容，并且镁合金为具有良好热导率的金属，由此使得原料板易于冷却。通过例如原料板1的厚度和移动速度来影响在原料板1接触压延辊3之前原料板1的温度下降程度。当原料板1的厚度下降时或压延速度下降时，温度倾向于下降。例如，尽管还取决于其他条件，但是当以5m/分钟的移动速度将加热至约250℃并具有1.0mm厚度的原料板供应至压延辊时，在即将开始进入压延辊之前原料板的温度为约170℃。当以15m/分钟的移动速度供应这种板时，温度为约190℃。本发明的发明人还确认了，当原料板的温度为170℃且压延辊的温度为240℃(厚度：1.0mm，5m/分钟)时，能够以300m以上的长度实施连续压延。因此，在150℃以上、优选170℃、更优选180℃以上且特别优选210℃以上的表面温度下，向压延辊3供应原料板1，但取决于原料板等的厚度。可根据原料板的移动速度，适当调节压延辊的旋转速度(圆周速度)。例如，当旋转速度为5～90m/分钟时，能够有效实施压延。

通过集成加热器如筒形加热器(加热器型)、循环液体如加热油(液体循环型)、鼓吹气体如热风(热风型)或涂布加热的润滑剂，可实现压延辊3的加热。特别地，当通过在压延辊3内部循环油而对压延辊3进行加热时，能够在宽度和圆周方向上利用加热的液体均匀地填充压延辊。因此，易于抑制在压延辊宽度方向上的温度变化量(最高温度与最低温度之差)。例如，能够将上述温度变化量抑制为10℃以下，进一步为5℃以下，且特别为3℃以下。循环的液体的温度优选约为压延辊的设定表面温度+10℃的温度，但取决于压延辊的尺寸(宽度、直径)和材料。为了循环上述液体，例如，能够使用用于水冷铜等的液体循环系统。在加热器型中，优选地，集成多个加热器，测量在压延辊宽度方向上的多个点处的温度，并根据测得的温度控制各个加热器的开/关和输出，从而降低在压延辊3的宽度方向上的温度变化量。在热风型中，对气体的温度、鼓吹的气体的量、喷嘴数、喷嘴的布置位置等进行控制。

在压延的所有道次中，能够适当选择每道次的压下率。每道次的压下率优选为10%～40%且总压下率优选为75%～85%。通过在这种压下率下在原料板上多次(以多道次)实施压延，能够实现期望的板厚度，能够降低平均晶粒尺寸并能够提高压制加工性。另外，能够抑制诸如表面破裂的缺陷的发生。

在压延中，优选使用润滑剂，因为可降低压延辊与原料板之间的摩擦并由此实施适当的压延。可以对压延辊适当地涂布润滑剂。本文中，本发明人发现，一些类型的润滑剂残留在原料板上且品质发生变化。本发明人还发现，尽管详细机制不清楚，但是在原料板的宽度方向上，与中心部分相比，润滑剂易于残留在两个边缘部分上，且局部残留的润滑剂倾向于造成伸缩。最后，本发明人发现，考虑到容差，优选使用在290℃或约300℃下不易变化的润滑剂以抑制这种伸缩，所述290℃是压延辊的最大加热温度。因此，优选根据压延辊的设定温度来选择适当的润滑剂。为了防止润滑剂局部残留，优选在即将开始向压延辊供应原料板之前使原料板表面上的润滑剂平滑。例如，可在压延辊的上游侧布置平滑手段如刷子或擦拭器并使得原料板表面上的不平坦的润滑剂均匀。

可以在压延辊之前和之后布置夹送辊(未示出)以调节在压延期间施加到原料板1上的张力。优选将所述夹送辊加热至约200℃～约250℃以防止由与夹送辊接触而造成的原料板温度的下降。

为了防止在原料板1与压延辊3接触之前从卷轴10或供应装置进料的原料板1的温度下降，能够将由绝热材料构成的绝热盖5布置在从卷轴10到压延辊3的区域中，从而覆盖原料板1，或者能够布置辅助加热手段(未示出)如加热灯以对所述原料板1进行加热。

(卷绕)

对通过实施上述压延而得到的压延板进行卷绕。在通过以连续方式重复实施上述预加热步骤、压延步骤和卷绕步骤而实施期望的压延次数(道次)之后，最后对得到的压延板(镁合金板)进行卷绕。得到的构成本发明卷材的镁合金板具有包括通过压延引入的加工应变(剪切区域)的微观结构。具有这种微观结构的镁合金板具有良好的塑性加工性，因为在塑性加工如压制加工期间造成动态重结晶。特别地，当在最终道次的压延中，将卷绕即将开始时的压延板的温度设定为不会造成重结晶的温度、具体地250℃以下之后对压延板进行卷绕时，能够得到具有良好平坦度和包括在其中充分残留的加工应变的微观结构的镁合金板。为了将卷绕即将开始时的压延板的温度设定为不会造成重结晶的温度，可对原料板的移动速度进行调节。然而，通过利用加速冷却如鼓风冷却对压延板进行冷却，能够在短时间内提供期望的温度，这会导致良好的加工性能。

(矫平步骤)

能够将通过卷绕得到的本发明的卷材直接用作产品(典型地，镁合金构件如进行了塑性加工的构件的原料)。此外，可将卷材展开并可以对压延板赋予特定的弯曲以控制(矫平)因压延而引入的加工应变的量。能够将辊式矫平机适当地用于矫平。所述辊式矫平机包括以相互面对的方式布置的至少一对辊并通过使得原料在所述辊之间通过而对原料赋予弯曲。特别地，能够适当使用如下辊式矫平机，所述辊式矫平机包括以交错方式布置的多个辊并能够通过使得压延板在所述辊之间通过而对所述压延板重复赋予弯曲。作为这种矫平的结果，得到具有更好平坦度的镁合金板并实现了更加良好的塑性加工性如良好的压制加工性，因为充分存在加工应变。当对上述辊提供诸如加热器的加热手段并实施其中使用加热辊对压延板赋予弯曲的温热矫平时，不易造成破裂等。辊的温度优选为100℃～300℃。通过调节例如辊的尺寸和数目、相互面对的辊之间的间隙以及在原料移动方向上相互邻近的辊之间的距离能够控制通过矫平赋予的弯曲的量。在矫平之前，可预先对充当原料的镁合金板(压延板)进行加热。具体地，加热温度为100℃～250℃，优选200℃以上。通过还加热原料，能够在不会造成破裂等的条件下适当实施矫平。

能够将进行了矫平步骤的镁合金板直接用作产品(典型地，镁合金构件如进行了塑性加工的构件的原料)。为了进一步改善表面状态，可使用研磨带进行表面研磨。

[卷材]

如上所述，通过本发明的制造方法制造的本发明的卷材具有小的伸缩，并且当对产品进行船运时不需要重新卷绕。本发明的卷材还具有小的边缘破裂。因此，不需要除去边缘破裂部分的步骤或者能够减少所除去的边缘破裂部分的量。在这点上，可以提高生产率。

构成本发明卷材的镁合金板的典型形式为如上所述的压延板。另外，通过对压延板进行矫平而得到的矫平板和通过对压延板进行研磨而得到的研磨板是例示性的。根据用作原料的铸造板的规格和压延条件，能够为镁合金板的厚度、宽度和长度各自提供任意值。在将本发明的卷材用作进行了塑性加工的构件如进行了压制加工的构件的原料的情况中，所述厚度优选为3.0mm以下，更优选1.5mm以下，进一步优选0.1mm～1mm，特别优选约0.6mm～0.8mm，因为得到了进行了塑性加工的轻质薄构件。所述宽度优选为50mm以上，更优选100mm以上，特别优选200mm以上。所述长度优选为50m以上，更优选100m以上，特别优选200m以上，因为可以向塑性加工装置如压制装置一次供应的原料的量大，这可以有助于提高进行了塑性加工的构件的生产率。

如上所述，构成本发明卷材的镁合金板具有小的边缘破裂并在宽度方向上还具有小的厚度变化量。所述镁合金板还具有良好的平坦度。由于对镁合金板进行均匀压延，所以镁合金板在宽度方向上具有均匀的金属微观结构并在纵向上(例如在10m以上或进一步100m以上)还具有均匀的微观结构和平坦度。

实施例1

建造图1(A)中所示的压延线(包括各自包括卷轴的一对加热箱和以相互面对的方式布置的一对压延辊)。以连续方式多次重复地对下述待压延的原料进行预加热、压延和卷绕。在如下条件下实施压延。将原料板(构成铸造卷材的铸造板和进行了压延的压延板)的预加热温度和压延辊的加热温度(设定温度)示于表I和II中。在压延辊宽度方向上的温度分布不同的两种条件(3℃和20℃)下，制备了多个试样。

(待压延的原料)

·AZ91合金，双辊铸造卷材

·板的厚度：4.1mm，板的宽度：265mm，长度：50m

·溶体化处理：400℃×20小时

(压延条件)

·以多道次进行压延，压下率：每道次为20～25%

·最终厚度：压延至0.8mm(长度：150m)，总压下率：80%

·原料板的预加热(在加热箱内部，加热时间(铸造卷材)：3小时)

·压延辊的加热方法：从辊的内部进行加热

在宽度方向上的温度分布(辊的表面温度的变化量)为3℃的压延辊中，在辊的内部循环加热油。在宽度方向上的温度分布为20℃的压延辊中，将多个加热器集成在辊中(加热器的设定温度相同)。通过在原料板通过压延辊之前，在使辊的温度稳定的同时以下述方式测量压延辊的表面温度来确定温度变化量。在原料板接触压延辊表面的区域中在压延辊的宽度方向(与轴向平行的方向)上采用任意直线，并测量在该直线上多个点处的温度。将在多个点处的这些温度中的最高温度与最低温度之差定义为温度变化量。本文中，在压延辊表面上采用任意直线，以固定间隔在直线上选取10个点，并测量在所述10个点处的温度。将在所述10个点处的温度中的最高温度与最低温度之差定义为温度变化量。

(压延材料的评价项和判定标准)

对通过压延得到的镁合金板的厚度变化量(板厚度的分布)、平坦度、表面状态和压制加工性进行了评价。表I和II显示了结果。使用通过将压延之后卷绕的卷材展开并将展开的板切割成300mm的长度而制备的试样板，进行了评价。

·板的厚度分布：在试样板的宽度方向上任意选择10个点，并利用测微计测量各个点处的厚度。测定所述10个点处的厚度中最大厚度与最小厚度之差。当所述差在30μm以内时，评价为“合格”。当所述差超过30μm时，评价为“不合格”。

·平坦度：将试样板放置在平台上并利用隙规测量试样板与平台之间的间隙。当间隙的最大值为2mm以下时，评价为“合格”。当间隙的最大值超过2mm时，评价为“不合格”。当通过目视观察确认试样板在宽度方向上的中心部分处向内弯曲时，对从连接宽度方向上的试样板的两个边缘的直线到向内凹入部分的最大深度进行测量。当最大深度为1mm以上时，将这种状态评价为“中心翘曲”并将“中心翘曲”记录在表I和II中。

·表面状态：当通过目视观察在整个试样板上未发现破裂时，评价为“合格”。当发现破裂时，评价为“不合格”。如果发现卡住，则将“卡住”记录在表I中。

·压制加工性：对试样板进行压制加工(圆筒形深拉，直径：30mm，拐角R：2mm)。当在压制加工之后未发现破裂时，评价为“合格”。当在拐角R部分中发现破裂等时，评价为“不合格”。当未实施评价时，评价为“-”。本文中，在将试样板预加热至250℃之后，实施上述压制加工。

[表I]

在辊表面上的温度变化量：3℃

[表II]

在辊表面上的温度变化量：20℃

如表I和II中所示，在原料板的加热温度为280℃以下且压延辊的温度为230～290℃的条件下以连续方式多次重复实施预加热、压延和卷绕而制备的1～3号试样中，在所有评价项中都评价为“合格”。总体判定为“合格”。另一方面，在未在上述特定条件下实施预加热或压延而制备的101～104号试样中，在评价项的至少一项中评价为“不合格”且总体决定为“不合格”。根据这些结果很明显，原料板的预加热温度和压延辊的加热温度会影响已经进行了压延的镁合金板的特性。特别地，很明显，当实施连续压延时，优选将原料板和压延辊的温度设定在上述特定范围内。还很明显，在这种特定压延条件下制造的镁合金板具有合格的压制加工性。此外，很明显，通过使用上述特定压延条件能够连续制造具有良好的压制加工性的这种镁合金板。

另外，压延辊的温度变化量大导致压延辊因热膨胀而发生局部变形。结果很明显，制造的压延板(镁合金板)的厚度变化量增大，平坦度变差，且容易引发破裂等。因此很明显，通过将原料板和压延辊的温度设定在特定范围内并实施温度控制以降低在压延辊宽度方向上的温度变化量，能够更适当地实施压延。

在1～3号试样的制备中，对原料板的温度进行控制，使得在包括最终道次的所有道次压延的中，在压延即将开始时的原料板的温度为150～280℃。另外，对原料板和压延辊的温度、原料板的移动速度等进行控制，使得在压延即将开始时的原料板的温度与压延辊的表面温度之差为30℃以下。因此，更稳定地制造了具有良好的压制加工性的长压延板。

实施例2

与实施例1中一样，建造了图1(A)中所示的压延线。以连续方式多次重复地对下述待压延的原料进行预加热、压延和卷绕，从而制造长的压延板。下面对待压延的原料和压延条件进行说明。除了使用润滑剂之外，4号和108号试样的制造条件相互相同。

(待压延的原料)

·AZ91合金，双辊铸造卷材

·板的厚度：4.0mm，板的宽度：265mm，长度：200m

·溶体化处理：400℃×20小时

(压延条件)

·以8道次进行压延，压下率：每道次为20～25%

·最终的厚度：压延至0.6mm(长度：900m)，总压下率：85%

·原料板的预加热(在加热箱内部，250℃，加热时间(铸造卷材)：5小时)

·压延辊的加热方法：在辊(表面温度：270℃)的内部循环加热油

·润滑剂的使用(市售产品，4号试样：在300℃下不会发生变化的润滑剂，108号试样：在250℃下不会发生变化的润滑剂)

在制备的4号和108号试样中，按如下测量了伸缩和边缘破裂。关于伸缩，在卷的一侧上的边缘中，对在卷材的轴向上最突出的边缘与最凹入的边缘之间的距离进行测量，所述卷构成通过对压延板进行卷绕而得到的各试样的卷材。将该距离定义为伸缩值。关于边缘破裂，将各试样的卷材展开并切割成300mm的长度以制备试样板。在试样板的宽度方向上测量在试样板边缘部分中存在的各破裂的长度。将所述长度定义为边缘破裂的长度。此外，在与实施例1中相同的条件下对制备的试样板实施压制加工，从而评价压制加工性。

结果，与实施例1的1～3号试样中一样，通过在原料板的加热温度为280℃以下且压延辊的温度为230～290℃的条件下以连续方式多次重复实施预加热、压延和卷绕而制备的4号试样，具有良好的压制加工性。在使用特定润滑剂的4号试样中，伸缩小至5mm以下且边缘破裂的长度小至5～7mm。相反，在108号试样中，伸缩大至10～20mm且边缘破裂的长度大至10～20mm。

此外，在实施例1的1～3号试样中，当使用与4号试样相同的润滑剂实施压延时，伸缩为5mm以下且边缘破裂的长度为8mm以下。

根据上述说明很明显，通过使用合适的润滑剂，可制造具有良好的压制加工性、外观和表面纹理的镁合金卷材。

应理解，本发明的范围不限于上述实施例，且由附属权利要求书限定并包括权利要求书的说明的等价物和在权利要求书范围内的所有变化。例如，能够适当改变镁合金的组成以及原料板的厚度、宽度和长度。本发明的制造方法能够适当用于制造处于卷绕状态的长板、制造未进行卷绕的长板以及制造通过将卷绕的长板展开并将所述长板切割成期望长度而得到的短板。

工业实用性

本发明制造镁合金板的方法可适当地用于制造通过对长的压延板进行卷绕而得到的经压延的卷材。本发明的镁合金卷材可适当地用于电动和电子装置的各种构成构件，特别是汽车或小的电动和电子装置的壳体，以及需要具有高强度的各种领域中的构件如运输机器，例如汽车和飞机的构成构件。

附图标记

1：原料板

2、2a、2b：加热箱

3：压延辊

4：温度传感器

5：保护盖

10、10a、10b：卷轴

Claims (9)

1.一种制造镁合金板的方法，其中对由镁合金构成的原料板进行压延，并对所得的长的压延板进行卷绕以制造卷绕的镁合金板，所述方法包括：

对所述原料板进行加热的预加热步骤；

利用压延辊对所述经加热的原料板进行压延的压延步骤；以及

对所述经压延的板进行卷绕的卷绕步骤，

其中在所述预加热步骤中所述原料板的加热温度为280℃以下，

在所述压延步骤中所述压延辊的表面温度为230℃～290℃，且

以连续方式多次重复实施所述预加热步骤、所述压延步骤和所述卷绕步骤。

2.如权利要求1所述的制造镁合金板的方法，其中所述镁合金含有7.0质量%～12.0质量%的铝。

3.如权利要求1或2所述的制造镁合金板的方法，其中在所述压延辊的宽度方向上，所述压延辊的表面温度的变化量(最高温度与最低温度之差)为10℃以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的制造镁合金板的方法，其中在包括最终道次的所有道次的所述压延中，在压延即将开始时的所述原料板的温度为150℃～280℃。

5.如权利要求1～4中任一项所述的制造镁合金板的方法，其中在压延即将开始时的所述原料板的温度与所述压延辊的表面温度之差为30℃以下。

6.如权利要求1～5中任一项所述的制造镁合金板的方法，其中所述原料板是通过利用双辊铸造工艺对熔融的镁合金进行连续铸造而制得的铸造板。

7.一种镁合金卷材，其通过对由镁合金构成的长板进行卷绕而制得，其中伸缩在5mm以内。

8.如权利要求7所述的镁合金卷材，其中所述板的厚度为0.8mm以下，且边缘破裂的长度在8mm以内。

9.如权利要求7或8所述的镁合金卷材，其中所述镁合金含有7.0质量%～12.0质量%的铝。