CN108546861A - 一种超轻镁合金带材的制备方法 - Google Patents

一种超轻镁合金带材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超轻镁合金带材的制备方法，所述超轻镁合金成分质量百分比为：Li9.5‑10.5％，Al2.5‑3.5％，Zn2.5‑3.5％，其余为Mg及不可去除杂质元素，其特征在于包括以下步骤：(1)熔炼：将配比好的原材料在真空熔炼炉中加热融化，熔炼温度720～760℃，电磁搅拌，保温20‑60min后降温，静置后浇注，铸锭规格为Ф150‑200mm，均匀化处理；(2)挤压：在280‑320℃下，将铸锭挤压成厚度为0.5‑2mm薄板，宽度可任意根据实际需要设置；(3)轧制：经过梯度变温累积精轧成形；(4)时效：将轧制成形的带材进行时效处理；上述步骤顺次进行。解决现有技术中工艺繁琐复杂，生产出的镁合金薄板质量并不理想的问题。本发明的制备方法便可以用于工业化生产，基建投入成本低廉。

Description

一种超轻镁合金带材的制备方法
技术领域
本发明涉及镁合金变形加工轧制成型领域，特别涉及一种超轻镁合金带材的制备方法。
背景技术
镁合金超薄带材由于其具有高阻尼、高的电磁屏蔽性能使得其在电子元器件、影音器材等方面有大量的需求。对于镁合金超薄带材作为振动元器件要求其厚度小于100μm，因镁合金成形性能较差、而且薄板带材轧制过程中散热快，故该厚度的超薄带材在制备过程中易发生薄板带材翘曲、褶皱等现象。专利号ZL03826310.6发明名称为“镁合金薄板及其生产方法”公开的是将带材通过均匀化热处理、轧制、再退火工艺制成镁合金薄板，主要是控制前工序带材的初生晶相，工艺繁琐复杂，而且对镁合金的成分没有限制，生产出的镁合金薄板质量并不理想。
发明内容
本发明通过提供一种超轻镁合金带材的制备方法，解决现有技术中工艺繁琐复杂，生产出的镁合金薄板质量并不理想的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种超轻镁合金带材的制备方法，所述超轻镁合金成分质量百分比为：Li 9.5％-10.5％，Al2.5％-3.5％，Zn2.5％-3.5％，其余为Mg及不可去除杂质元素，其特征在于包括以下步骤：
(1)熔炼：将配比好的原材料在真空熔炼炉中加热融化，熔炼温度720℃～760℃，电磁搅拌，保温20min-60min后降温，静置后浇注，铸锭规格为Ф150mm-200mm，均匀化处理；
(2)挤压：在280℃-320℃下，将铸锭挤压成厚度为0.5mm-2mm薄板，宽度可任意根据实际需要设置；
(3)轧制：经过梯度变温累积精轧成形；
(4)时效：将轧制成形的带材进行时效处理；
上述步骤顺次进行。
优选地，所述超轻镁合金最优组分及其质量百分比为：Li 10％，Al 3％，Zn 3％，其余为Mg及不可去除杂质元素。
优选地，步骤(1)中静置时间为20min-40min，浇注温度为660℃-680℃，均匀化处理温度为450℃～500℃。
优选地，步骤(2)中将铸锭挤压出厚度为1mm-2mm薄板，宽度为300mm及以下。
具体地，
步骤(3)中，所述的梯度变温累积精轧成形，温度及轧制量、轧制道次以及道次压下量具体要求为：
第一温度梯度，控制薄板温度为300℃-320℃，道次压下量10％-20％，轧辊预热温度为280℃-320℃，轧制3-5道次；
第二温度梯度，控制薄板温度为240℃-280℃，道次压下量10％-30％，轧辊预热温度为300℃-320℃，5-7道次轧制，每道次轧制后退火0.5h-1h，退火温度为240℃～280℃；
第三温度梯度，控制薄板温度为200℃-240℃，道次压下量3％-12％，轧辊预热温度为240℃-280℃，3-5道次轧制，每道次轧制后退火0.5h-1h，退火温度为200℃～240℃。
具体地，步骤(4)中轧制成形后带材时效处理，时效温度150℃-180℃，时效时间30min-120min。
优选地，步骤(3)中轧制的轧辊宽度需大于挤压后薄板宽度的1.5倍-2.0倍。
本发明的镁合金薄板合金密度1.5g/cm3-1.6g/cm3，其中轧制过程涉及三种温度梯度及不同变形量控制，通过本发明的方法可制备厚度小于100μm的表面没有折皱、裂纹的超轻镁合金带材，合金成分的镁合金其阻尼性能更高、电磁屏蔽效果更好，合金具备优异的塑性成型性能即优异的冲压成型性能，其轧制过程可同时保证其厚度的精确性以及板形平整性，而无需增加带材的板形校正工序，这样制备的超轻镁合金薄板带材具有高阻尼、高的电磁屏蔽性能用于电子元器件、影音器材等；通过现行设备改造，本发明的制备方法便可以用于工业化生产，基建投入成本低廉。
附图说明
图1(a)和(b)为本发明方法生产的镁合金薄板带材的表面质量情况示意图；
图2(a)和(b)为对比实施例方法生产的镁合金薄板带材的表面质量情况示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，多属于本发明保护的范围。
实施例1：首先，通过真空熔铸制备Ф180mm的超轻镁合金铸锭，ICP实测成分为Mg-10.2Li-3.1Al-2.9Zn(wt.％)的镁合金铸锭。将铸锭车皮、去头尾，进行450℃均匀化退火，以便后续挤压变形。挤压前将模具和坯料加热到320℃，并保温3～5小时。挤压筒温度300℃，挤压后薄板厚度为2mm。将薄板加热至300℃，保温1-2小时，将450轧机的轧辊预热至300℃，进行道次压下量为10％的轧制，3道次后回炉退火，退火温度为240℃。将薄板加热至240℃，保温0.5小时，将轧辊预热至300℃，进行道次压下量为20％的多道次轧制，每道次后回炉退火，退火温度为240℃，进行5个道次；将轧制后带材加热至200℃，保温0.5小时，将轧辊预热至240℃，进行变形量小于8％的微变形板型校正轧制，退火温度为200℃，进行3个道次，制备出厚度为100μm的带材。轧制的轧辊宽度大于挤压后薄板宽度的1.5倍。轧制后150℃、30min时效。薄板带材没有翘曲、褶皱等现象，如图1所示。
实施例2：首先，通过真空熔铸制备Ф180mm的超轻镁合金铸锭，ICP实测成分为Mg-10Li-3Al-3.1Zn(wt.％)的镁合金铸锭。将铸锭车皮、去头尾，进行460℃均匀化退火，以便后续挤压变形。挤压前将模具和坯料加热到310℃，并保温3～5小时。挤压筒温度310℃，挤压后薄板厚度为2mm。将薄板加热至320℃，保温1-2小时，将450轧机的轧辊预热至300℃，进行道次压下量为10％的轧制，3道次后回炉退火，退火温度为260℃。将薄板加热至260℃，保温0.5小时，将轧辊预热至280℃，进行道次压下量为20％的多道次轧制，每道次后回炉退火，退火温度为240℃，进行6个道次；将轧制后带材加热至200℃，保温0.5小时，将轧辊预热至240℃，进行变形量小于8％的微变形板型校正轧制，退火温度为220℃，进行4个道次，制备出厚度为90μm的带材。轧制的轧辊宽度大于挤压后薄板宽度的1.75倍。轧制后165℃、75min时效。
实施例3：首先，通过真空熔铸制备Ф180mm的超轻镁合金铸锭，ICP实测成分为Mg-10Li-3Al-3.1Zn(wt.％)的镁合金铸锭。将铸锭车皮、去头尾，进行470℃均匀化退火，以便后续挤压变形。挤压前将模具和坯料加热到320℃，并保温3～5小时。挤压筒温度320℃，挤压后薄板厚度为2mm。将薄板加热至320℃，保温1-2小时，将450轧机的轧辊预热至300℃，进行道次压下量为10％的轧制，3道次后回炉退火，退火温度为280℃。将薄板加热至260℃，保温0.5小时，将轧辊预热至280℃，进行道次压下量为20％的多道次轧制，每道次后回炉退火，退火温度为240℃，进行7个道次；将轧制后带材加热至200℃，保温0.5小时，将轧辊预热至240℃，进行变形量小于8％的微变形板型校正轧制，退火温度为240℃，进行5个道次，制备出厚度为82μm的带材。轧制的轧辊宽度大于挤压后薄板宽度的2.0倍。轧制后180℃、120min时效。
对比实施例：
首先，通过真空熔铸制备Ф180mm的超轻镁合金铸锭，ICP实测成分为Mg-10Li-3Al-3.1Zn(wt.％)的镁合金铸锭。将铸锭车皮、去头尾，进行420℃均匀化退火，以便后续挤压变形。挤压前将模具和坯料加热到320℃，并保温3～5小时。挤压筒温度320℃，挤压后薄板厚度为2mm。将薄板加热至200℃，保温2小时，进行道次压下量为10％的轧制，3道次后回炉退火，退火温度为200℃，保温0.5小时，进行道次压下量为20％的多道次轧制，每道次后回炉退火，退火温度为200℃，在轧制过程出现起皱、裂纹等现象。如图2所示。

Claims (7)

1.一种超轻镁合金带材的制备方法，所述超轻镁合金成分质量百分比为：Li 9.5％-10.5％，Al2.5％-3.5％，Zn2.5％-3.5％，其余为Mg及不可去除杂质元素，其特征在于包括以下步骤：
(1)熔炼：将配比好的原材料在真空熔炼炉中加热融化，熔炼温度720℃～760℃，电磁搅拌，保温20min-60min后降温，静置后浇注，铸锭规格为Ф150mm-200mm，均匀化处理；
(2)挤压：在280℃-320℃下，将铸锭挤压成厚度为0.5mm-2mm薄板，宽度可任意根据实际需要设置；
(3)轧制：经过梯度变温累积精轧成形；
(4)时效：将轧制成形的带材进行时效处理；
上述步骤顺次进行。
2.根据权利要求1所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：所述超轻镁合金最优组分及其质量百分比为：Li 10％，Al 3％，Zn 3％，其余为Mg及不可去除杂质元素。
3.根据权利要求1所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：步骤(1)中静置时间为20min-40min，浇注温度为660℃-680℃，均匀化处理温度为450℃～500℃。
4.根据权利要求1所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：步骤(2)中将铸锭挤压出厚度为1mm-2mm薄板，宽度为300mm及以下。
5.根据权利要求1所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的梯度变温累积精轧成形，温度及轧制量、轧制道次以及道次压下量具体要求为：
第一温度梯度，控制薄板温度为300℃-320℃，道次压下量10％-20％，轧辊预热温度为280℃-320℃，轧制3-5道次；
第二温度梯度，控制薄板温度为240℃-280℃，道次压下量10％-30％，轧辊预热温度为300℃-320℃，5-7道次轧制，每道次轧制后退火0.5h-1h，退火温度为240℃～280℃；
第三温度梯度，控制薄板温度为200℃-240℃，道次压下量3％-12％，轧辊预热温度为240℃-280℃，3-5道次轧制，每道次轧制后退火0.5h-1h，退火温度为200℃～240℃。
6.根据权利要求1所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：步骤(4)中轧制成形后带材时效处理，时效温度150℃-180℃，时效时间30min-120min。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的一种超轻镁合金带材的制备方法，其特征在于：步骤(3)中轧制的轧辊宽度需大于挤压后薄板宽度的1.5倍-2.0倍。
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