CN104313523A - 高性能镁合金板材制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高性能镁合金板材制备方法，其特征是：将镁合金板材经过滚压辊产生形变，在镁合金板材表面压制出横向或者斜向、深度为b、宽度为s的凹槽，再经过轧辊轧制产生二次形变，恢复板材的表面平整度，本发明方法采用滚压—轧制复合形变，改善了镁合金板材的孪晶组织及织构，使晶粒取向分散，弱化了基面织构以及弱化了板材的各向异性，有效提高镁合金板材的室温成形性能及力学性能。滚压—轧制复合形变产生的激烈切向形变加剧了动态再结晶发生，可以产生更多的孪晶组织、更多的滑移系，有利于细化晶粒和弱化基面织构，提高成形性能。

Description

高性能镁合金板材制备方法

 

    技术领域:

本发明涉及冶金技术领域，特别是一种高性能镁合金板材制备方法。

    背景技术:

交叉轧制、异步轧制、往复弯曲等形变方法可以有效提高镁合金轧制板材(Rolling Technology，简称RT)的成形性能及力学性能。但由于工艺特点所限，交叉轧制不利于实现产业化生产，不利于生产大尺寸板材。由于异步轧制、往复弯曲形变方法所产生的切向应变量及形变的方向性限制，因此产生的孪晶组织及织构具有一定的方向性，材料各向异性改善不明显，成形性能及力学性能的提高程度不明显。此外异步轧制的板材质量受到一定局限，往复弯曲形变工艺不利于实现自动化生产。而滚压—轧制复合形变可以改善镁合金板材各个方向上的切向应变量，因此可以改善各个方向上的孪晶组织及织构分布，可以显著提高镁合金板材的成形性能及力学性能，而且易于大规模实现自动化生产。

    发明内容:

本发明的目的是提供一种采用滚压—轧制复合形变方法弱化镁合金板材结构，以提高镁合金板材成形性能，适用于高精度镁合金板材轧制生产的高性能镁合金板材制备方法。

    本发明是这样实现的，其特征是：

（1）、将镁合金板材经过滚压辊产生形变，在镁合金板材表面压制出横向或者斜向、深度为b、宽度为s的横向凹槽；

（2）、再经过轧辊轧制产生二次形变，恢复板材的表面平整度。

    本发明方法采用了滚压—轧制复合形变，改善了镁合金板材的孪晶组织及织构、使晶粒取向分散、弱化了基面织构以及弱化了板材的各向异性，能够有效提高镁合金板材的室温成形性能及力学性能。滚压—轧制复合形变产生的激烈切向形变加剧了动态再结晶发生，可以产生更多的孪晶组织、更多的滑移系，有利于细化晶粒和弱化基面织构，提高成形性能。滚压—轧制复合形变可以有效改善镁合金板材横向、厚度方向、径向方向上的受力情况及材料流动，克服了交叉轧制、异步轧制、往复弯曲等形变方法的不足，不仅可以进一步改善镁合金板材径向方向上的孪晶组织及织构，还可以改善板材横向和厚度方向上的孪晶组织及织构。

表1 AZ31镁合金板材室温性能

性能参数	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	延伸率(%)	平均晶粒尺寸(μm)	织构强度
						原始板材	120	210	7.2%	56.5	9.59
复合形变后板材	159	215	14.8%	5.6	3.50

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步的描述：

图1是高性能镁合金板材制备方法工艺原理图，图中，1为滚压棍，3为轧辊，4为原始板材，5为滚压后板材形状，6为轧制后板材。

图2为滚压参数定义，图中，滚齿间距s，滚压槽深度b，滚齿半径R，齿间比（λ）定义为                                                。

图3为滚齿镶嵌式滚压—轧制复合形变工艺原理图，图中，1为滚压棍，2为镶嵌式滚齿，3为轧辊，4为原始板材，5为滚压后板材形状，6为轧制后板材。

图4为AZ31镁合金原始板材{0001}极图。

图5为经过滚压—轧制复合形变后AZ31镁合金板材{0001}极图（形变温度为350℃)。

如图1—5所示，该高性能镁合金板材制备方法是（1)、将镁合金板材经过滚压辊产生形变，在镁合金板材表面压制出横向或者斜向、制深度为b、宽度为s的横向凹槽；（2)、再经过轧辊轧制产生二次形变，恢复板材的表面平整度。

滚压—轧制复合形变工艺参数：滚齿间距s=4 mm，滚压槽深度b=3 mm，滚齿半径R=2 mm，齿间比（λ），板材原始厚度=7mm，轧制温度为350℃，轧辊转速为20 r/min。

滚压辊的滚齿可以采用镶嵌式滚齿。

    滚压辊的滚齿方向可以是直齿，即滚齿方向与轧制方向垂直；滚压辊的滚齿方向可以是斜齿，即滚齿方向与轧制方向成45度角。

将本发明应用于高性能AZ31镁合金板材制备生产中获得了很好的效果。滚压—轧制复合形变工艺参数：滚齿间距s=4mm，滚压槽深度b=3mm，滚齿半径R=2mm，齿间比（λ）定义为，板材原始厚度=7mm，滚压—轧制复合形变后板材厚度=4mm。轧制温度为350℃，轧辊转速为20 r/min。采用本发明专利技术制备的AZ31镁合金板材性能见表1。图4为AZ31镁合金原始板材{0001}极图，图5为经过滚压—轧制复合形变后AZ31镁合金板材{0001}极图。从图4中可以看出，没有经过复合形变的AZ31镁合金板材基面{0001}的最大相对织构强度为9.59。而经过复合形变后的AZ31镁合金板材基面{0001}的最大相对织构强度为3.50。

    其工作原理是:滚压—轧制复合形变是将板材经过滚压形变后，在板材表面压制出深度为b的横向或者斜向凹槽，再经过轧制形变，恢复板材的表面平整度。这个过程称为滚压—轧制复合形变。作用：镁合金板材经过剧烈切向变形，弱化了镁合金板材织构，提高了镁合金板材性能。

    滚压—轧制复合形变涉及的工艺参数：滚齿间距s，滚压槽深度b，滚齿半径R，齿间比（λ）定义为，板材原始厚度，滚压—轧制复合形变后板材厚度，，见图1、图2。最大形变程度用φ表示，。

滚压—轧制复合形变工艺参数：滚齿间距s=4 mm，滚压槽深度b=3 mm，滚齿半径R=2 mm，齿间比（λ），板材原始厚度=7mm，轧制温度为350℃，轧辊转速为20 r/min。

滚压辊的滚齿可以采用镶嵌式滚齿。

    滚压辊的滚齿方向可以是直齿，即滚齿方向与轧制方向垂直；滚压辊的滚齿方向可以是斜齿，即滚齿方向与轧制方向成45度角。

将本发明应用于高性能AZ31镁合金板材制备生产中获得了很好的效果。滚压—轧制复合形变工艺参数：滚齿间距s=4mm，滚压槽深度b=3mm，滚齿半径R=2mm，齿间比（λ）定义为，板材原始厚度=7mm，滚压—轧制复合形变后板材厚度=4mm。轧制温度为350℃，轧辊转速为20 r/min。采用本发明专利技术制备的AZ31镁合金板材性能见表1。图4为AZ31镁合金原始板材{0001}极图，图5为经过滚压—轧制复合形变后AZ31镁合金板材{0001}极图。从图4中可以看出，没有经过复合形变的AZ31镁合金板材基面{0001}的最大相对织构强度为9.59。而经过复合形变后的AZ31镁合金板材基面{0001}的最大相对织构强度为3.50。

    其工作原理是:滚压—轧制复合形变是将板材经过滚压形变后，在板材表面压制出深度为b的横向或者斜向凹槽，再经过轧制形变，恢复板材的表面平整度。这个过程称为滚压—轧制复合形变。作用：镁合金板材经过剧烈切向变形，弱化了镁合金板材织构，提高了镁合金板材性能。

    滚压—轧制复合形变涉及的工艺参数：滚齿间距s，滚压槽深度b，滚齿半径R，齿间比（λ）定义为，板材原始厚度，滚压—轧制复合形变后板材厚度，，见图1、图2。最大形变程度用φ表示，。

Claims (4)

1.一种高性能镁合金板材制备方法，其特征是：

  （1)、将镁合金板材经过滚压辊产生形变，在镁合金板材表面压制出横向或者斜向、深度为b、宽度为s的凹槽，

 （2)、再经过轧辊轧制产生二次形变，恢复板材的表面平整度。

2.根据权利要求1所述的高性能镁合金板材制备方法，其特征是：滚压—轧制复合形变工艺参数：滚齿间距s=4 mm，滚压槽深度b=3 mm，滚齿半径R=2 mm，齿间比（λ）                                                ，板材原始厚度=7mm，轧制温度为350℃，轧辊转速为20 r/min。

3.根据权利要求1所述的高性能镁合金板材制备方法，其特征是：滚压辊的滚齿可以采用镶嵌式滚齿。

4. 根据权利要求1所述的高性能镁合金板材制备方法，其特征是：滚压辊的滚齿方向可以是直齿，即滚齿方向与轧制方向垂直，滚压辊的滚齿方向可以是斜齿，即滚齿方向与轧制方向成45度角。