CN107287483A - 高塑性镁合金板材及其加工方法 - Google Patents

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戴庆伟
喻祖建
柴森森
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Abstract

本发明公开了一种高塑性镁合金板材及其加工方法，本发明的高塑性镁合金板材，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5～1％；工业纯铝：0.5％～5％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质；合金内形成固溶体，无第二相出。通过本发明的高塑性镁合金板材的加工方法所形成的镁合金为完全固溶体，无第二相存在；所制备的板材具有高成形性能，即具备低r值，高杯突EI值，同时晶粒非常细小，强度得到提高。

Description

高塑性镁合金板材及其加工方法
技术领域
本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种高塑性镁合金板材及其加工方法。
背景技术
镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，它具有减振性能优良、电磁屏蔽性能好、抗冲击、耐磨及易于回收等优点，满足产品的轻、薄和一体化等要求，近年来在航空、交通、3C电子产品领域的迅速应用。目前镁合金板材采用挤压、轧制等塑性加工生产，板材具有较强基面织构，成形性能差，同时晶粒粗大，强度低，都不利于后期产品使用及其二次塑性加工。改善镁合金板材基面织构和板材强度，是发展镁合金塑性加工手段的前提和保障，对于变形镁合金型材产品的广泛使用也具有重大意义。
申请号为201310071667.6的中国发明专利公开了一种Mg-Sn-Al变形镁合金及其制备方法，该变形镁合金的原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：4.00％～10.00％；工业纯铝：1.00％～6.00％；锰：0.01％～1.00％；锌：0.01％～1.00％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质，所述工业纯镁、工业纯铝以及工业纯锡纯度都在99％以上；锌纯度在99.5％以上；锰是以4％的镁锰中间合金的形式添加。
另外，申请号为201310695013.0的发明专利申请公开了一种Mg-Zn-Al-Sn-Mn系镁合金及其制备方法，其特征在于，合金中同时含有Zn、Al、Sn、Mn，各组份质量百分含量为：Zn：4.0～8.0％；Al：1.0～6.0％；Sn：0.5～6％；Mn：0.3～2.0％；其余为镁和不可避免杂质。
上述两个公开技术皆存在以下技术问题：1、两种技术中所形成的镁合金为非完全固溶体，存在第二相；2、板材晶粒大，强度低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种高塑性镁合金板材，该板材的特点为完全固溶体，无第二相存在；板材具有高成形性能，同时具备晶粒细小，强度高的优点。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种高塑性镁合金板材，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5～1％；工业纯铝：0.5％～5％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质；合金内形成固溶体，无第二相出现。
进一步，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5～1％；工业纯铝：0.5％～1％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质；合金内形成固溶体，无第二相出现。
进一步，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.7～0.8％；工业纯铝：0.7％～0.8％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质；合金内形成固溶体，无第二相出现。
本发明的目的之二是提供一种高塑性镁合金板材的加工方法，特点在于所加工形成的镁合金为完全固溶体，无第二相存在；所制备的板材具有高成形性能，即具备低r值，高杯突EI值，同时晶粒非常细小，强度得到提高。
一种高塑性镁合金板材的加工方法，其包括以下步骤：
(1)原材料制备及热处理：
制备：先将Mg、Al加入，在710℃～730℃之间进行熔炼，保温20～30分钟；然后加入Sn，再保温20～30分钟；搅拌、打杂，在700℃～720℃之间进行浇铸铸锭，铸锭模具温度为400～450℃。
热处理：将铸锭在430～450℃进行均匀化退火，将Al、Sn元素充分固溶，保温5～8小时；极速在冰水中进行淬火，保证合金内形成固溶体，无第二相出现。
(2)均匀化热处理及挤压
均匀化热处理：将铸锭外侧车皮，铸锭在200℃～300℃进行均匀化热处理，其主要作用让铸锭热透，时间为1～3小时。
挤压工艺：在500吨挤压机进行挤压，挤压温度为200℃～300℃，挤压速度为<15mm/s，挤压比为80～150，挤压板材厚度为0.8～2mm。
热处理：将板材用铝箔包住，在200℃～250℃热处理，保温4～8小时，冰水淬，去应力退火，将Al、Sn元素充分固溶。
本发明的有益效果：
1)本发明的高塑性镁合金板材为完全固溶体，由于Al和Sn的含量较低，板材无第二相存在；板材具有高成形性能，同时具备晶粒细小的优点。
2)通过本发明的高塑性镁合金板材的加工方法所形成的镁合金为完全固溶体，无第二相存在；所制备的板材具有高成形性能，即具备低r值，高杯突EI值，同时晶粒非常细小，强度得到提高。
具体实施方式
实施例1一种高塑性镁合金板材及其加工方法
本实施例1中的高塑性镁合金板材，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5％；工业纯铝：0.5％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。
加工方法步骤为：
(1)原材料制备及热处理
制备：按照实施例1中的组分及质量百分含量称取原料；先将Mg、Al加入，在710℃之间进行熔炼，保温20分钟；然后加入Sn，再保温20分钟；搅拌、打杂，在700℃之间进行浇铸铸锭，铸锭模具温度为430℃。
热处理：将铸锭在430℃进行均匀化退火，将Al、Sn元素充分固溶，保温5小时；极速在冰水中进行淬火，保证合金内形成固溶体，无第二相出现。
(2)均匀化热处理及挤压
均匀化热处理：将铸锭外侧车皮，铸锭在200℃进行均匀化热处理，其主要作用让铸锭热透，时间为2小时。
挤压工艺：在500吨挤压机进行挤压，挤压温度为200℃，挤压速度为<5mm/s，挤压比为80，挤压板材厚度为0.8mm。
热处理：将板材用铝箔包住，在200℃热处理，保温4小时，冰水淬，去应力退火，将Al、Sn元素充分固溶。
实施例2一种高塑性镁合金板材及其加工方法
本实施2中的高塑性镁合金板材，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.7％；工业纯铝：0.8％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。
加工方法步骤为：
(1)原材料制备及热处理
制备：按照实施例2中的组分及质量百分含量称取原料；先将Mg、Al加入，在710℃之间进行熔炼，保温20分钟；然后加入Sn，再保温20分钟；搅拌、打杂，在700℃之间进行浇铸铸锭，铸锭模具温度为430℃。
热处理：将铸锭在430℃进行均匀化退火，将Al、Sn元素充分固溶，保温5小时；极速在冰水中进行淬火，保证合金内形成固溶体，无第二相出现。
(2)均匀化热处理及挤压
均匀化热处理：将铸锭外侧车皮，铸锭在200℃进行均匀化热处理，其主要作用让铸锭热透，时间为2小时。
挤压工艺：在500吨挤压机进行挤压，挤压温度为200℃，挤压速度为<5mm/s，挤压比为80，挤压板材厚度为0.8mm。
热处理：将板材用铝箔包住，在200℃热处理，保温4小时，冰水淬，去应力退火，将Al、Sn元素充分固溶。
实施例3一种高塑性镁合金板材及其加工方法
本实施例3中的高塑性镁合金板材，其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.8％；工业纯铝：1％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。
加工方法步骤为：
(1)原材料制备及热处理
制备：按照实施例3中的组分及质量百分含量称取原料；先将Mg、Al加入，在710℃之间进行熔炼，保温20分钟；然后加入Sn，再保温20分钟；搅拌、打杂，在700℃之间进行浇铸铸锭，铸锭模具温度为430℃。
热处理：将铸锭在430℃进行均匀化退火，将Al、Sn元素充分固溶，保温5小时；极速在冰水中进行淬火，保证合金内形成固溶体，无第二相出现。
(2)均匀化热处理及挤压
均匀化热处理：将铸锭外侧车皮，铸锭在200℃进行均匀化热处理，其主要作用让铸锭热透，时间为2小时。
挤压工艺：在500吨挤压机进行挤压实验，挤压温度为200℃，挤压速度为<5mm/s，挤压比为80，挤压板材厚度为0.8mm。
热处理：将板材用铝箔包住，在200℃热处理，保温4小时，冰水淬，去应力退火，将Al、Sn元素充分固溶。
表1为力学测定和金相结果。
表1：
注：GZ为晶粒尺寸
本发明的高塑性镁合金板材为完全固溶体，板材无第二相存在；板材具有高成形性能，同时具备晶粒细小的优点。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种高塑性镁合金板材，其特征在于：
其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5～1％；工业纯铝：0.5％～5％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。合金内形成固溶体，无第二相出现。
2.根据权利要求1所述的一种高塑性镁合金板材，其特征在于：
其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.5～1％；工业纯铝：0.5％～1％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的一种高塑性镁合金板材，其特征在于：
其原料组分及质量百分含量为：工业纯锡：0.7～0.8％；工业纯铝：0.7％～0.8％；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。
4.一种如权利要求1至3中任一项所述的高塑性镁合金板材的加工方法，其包括以下步骤：
(1)原材料制备及热处理：
制备：先将Mg、Al加入，在710℃～730℃之间进行熔炼，保温20～30分钟；然后加入Sn，再保温20～30分钟；搅拌、打杂，在700℃～720℃之间进行浇铸铸锭，铸锭模具温度为400～450℃。
热处理：将铸锭在430～450℃进行均匀化退火，将Al、Sn元素充分固溶，保温5～8小时；极速在冰水中进行淬火，保证合金内形成固溶体，无第二相出现。
(2)均匀化热处理及挤压
均匀化热处理：将铸锭外侧车皮，铸锭在200℃～300℃进行均匀化热处理，其主要作用让铸锭热透，时间为1～3小时。
挤压工艺：在500吨挤压机进行挤压，挤压温度为200℃～300℃，挤压速度为<15mm/s，挤压比为80～150，挤压板材厚度为0.8～2mm。
热处理：将挤压后的板材用铝箔包住，在200℃～250℃热处理，保温4～8小时，冰水淬，去应力退火，将Al、Sn元素充分固溶。
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