CN109909303B - 一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于镁合金制备工艺领域，具体涉及一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法。在400℃下将镁合金板材保温15min，先使用纵波波纹辊进行第一道次镁合金板材轧制，这里设定较大的变形量，对镁合金板材晶粒充分破碎，并有效避免轧制大变形产生的极强基面织构，提高板材的后续可轧性。回炉加热后，再使用平辊进行第二道次镁合金板材轧制，最终可制备边裂较少的镁合金板材。本发明适用范围广且工艺简单容易控制，成本低，宏观上是减弱或抑制镁合金板材边部拉应力的产生；微观上是减弱基面织构，提高其轧制成形性。

Description

一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法

技术领域

本发明属于镁合金制备工艺领域，具体涉及一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法。

背景技术

镁合金是实际应用中质量最轻的金属结构材料，其密度约为铁的1/4，铝的2/3，同时具有比强度和比刚度高、弹性模量大、生物相容性好、导热导电性好、电磁屏蔽能力强和阻尼减震性能好等优点，被广泛应用于航空航天、交通运输、国防军工、装备制造和3C电子等领域，被誉为“二十一世纪最具发展前景的绿色工程材料”。

轧制是生产镁合金板材的主要方法之一，可灵活生产具有良好表面质量、不同厚度和宽度的板材，但由于镁合金特殊的晶体结构和物理性质，导致其在轧制过程中很容易出现边裂等缺陷。边裂不仅降低板材的成材率，而且会在后续轧制过程中发生扩展，破坏生产过程的连续性，严重制约镁合金的推广应用。因此，减少或消除镁合金板材的边裂缺陷，提高成品性能，已成为材料领域研究的热点问题。

经过对现有技术的检索发现，目前主要有以下几种抑制镁合金板材边裂的生产工艺：公开号为CN102909217A的中国专利《铝板包套的镁合金的轧制方法》和公开号为CN105170660A的中国专利《一种宽幅镁合金板材控边轧制方法》，两者均从原材料着手减缓或消除镁合金板材的边裂，但是工艺较为复杂；公开号为CN103962376A的中国专利《一种镁合金大压下量轧制方法》记载，衬板轧制可有效解决镁合金板材轧制边裂的问题，但其板材规格受到限制；公开号为CN104889160A的中国专利《一种宽幅镁合金厚板边部多向预变形轧制方法与装置》，采用前立辊/斜辊组合+平辊+后斜辊/立辊组合同步轧制技术，减少边部裂纹产生及扩展，提高镁合金板材的成材率，但其设备的局限性使其难以大规模应用。另外，交叉轧制、异步轧制等技术在镁合金板材晶粒细化方面具有显著作用，但是轧后的板材仍存在边裂严重和各向异性突出等问题。

本发明提供了一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法，能够有效克服现有技术的瓶颈，解决现有问题。

发明内容

本发明旨在提供一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法，包括以下步骤：

步骤1，镁合金板材预热：

将规格镁合金板材在温度为400℃的加热炉中保温15min；

步骤2，镁合金板材第一道次波纹辊轧制：

将加热后的镁合金板材在轧机上进行第一道次轧制，上下轧辊均为纵波波纹辊，且上辊波峰与下辊波谷相对应，轧制速度为0.15m/s；

步骤3，镁合金板材回炉加热：

将第一道次轧制后的镁合金板材放回加热炉继续在400℃下保温15min；

步骤4，镁合金板材第二道次平辊轧制：

将加热后的镁合金板材在轧机上进行第二道次轧制，上下轧辊均为平辊，轧制速度为0.15m/s，最终得到厚度为1.22mm的镁合金板材。

在400℃下将镁合金板材保温15min，先使用纵波波纹辊进行第一道次镁合金板材轧制，这里设定较大的变形量，对镁合金板材晶粒充分破碎，并有效避免轧制大变形产生的极强基面织构，提高板材的后续可轧性。回炉加热后，再使用平辊进行第二道次镁合金板材轧制，最终可制备边裂较少的镁合金板材。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述镁合金板材是由如下重量百分比的原料构成的：Al 3.2%，Si 0.07%，Ca 0.04%，Zn 1.4%，Mn 0.7%，Cu 0.01%，镁余量。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述纵波波纹辊和平辊的辊径均为95mm。

本发明进一步提供了由所述一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法制备的镁合金板材。

本发明的有益效果在于：本发明适用范围广且工艺简单容易控制，成本低，宏观上是减弱或抑制镁合金板材边部拉应力的产生；微观上是减弱基面织构，提高其轧制成形性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为上波纹辊辊套的结构示意图。

图2为下波纹辊辊套的结构示意图。

图3为上、下平辊辊套的结构示意图。

图4为第一道次波纹辊轧制示意图。

图5为第二道次平辊轧制示意图。

图6为波纹辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材图片。

图7为平辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材图片。

图8为波纹辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材金相图片。由图可以看出：组织中出现了混晶组织，粗晶与细晶分层，这种组织可兼顾强度与塑性，使镁合金板材获得优异的综合力学性能。

图9为平辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材金相图片。由图可以看出：组织中晶粒比较均匀，晶粒度与波纹辊-平辊联合轧制获得的混合组织中的粗晶类似。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1、波纹辊-平辊联合轧制制备镁合金板材的方法

步骤1，镁合金板材预热。

将规格为100*60*3（单位：mm）的AZ31B镁合金板材在温度为400℃的加热炉中保温15min。

步骤2，镁合金板材第一道次波纹辊轧制。

将加热后的镁板在辊径为Φ95mm的轧机上进行第一道次轧制，上下轧辊均为纵波波纹辊（其中上辊波峰与下辊波谷相对应），轧制速度为0.15m/s。

步骤3，镁合金板材回炉加热。

将第一道次轧制后的AZ31B镁合金板材放回加热炉继续在400℃下保温15min。

步骤4，镁合金板材第二道次平辊轧制。

将加热后的镁板在辊径为Φ95mm的轧机上进行第二道次轧制，上下轧辊均为平辊，轧制速度为0.15m/s，最终得到轧制后的镁合金板材，测量其厚度为1.22mm。

在该实施例中，AZ31B镁合金板材是由如下重量百分比的原料构成的：Al 3.2%，Si0.07%，Ca 0.04%，Zn 1.4%，Mn 0.7%，Cu 0.01%，镁余量。

对比例1、平辊-平辊联合轧制制备镁合金板材的方法

步骤1，镁合金板材预热。

将规格为100*60*3（单位：mm）的AZ31B镁合金板材在温度为400℃的加热炉中保温15min。

步骤2，镁合金板材第一道次平辊轧制。

将加热后的镁板在辊径为Φ95mm的轧机上进行第一道次轧制，上下轧辊均为平辊，轧制速度为0.15m/s。

步骤3，镁合金板材回炉加热。

将第一道次轧制后的AZ31B镁合金板材放回加热炉继续在400℃下保温15min。

步骤4，镁合金板材第二道次平辊轧制。

将加热后的镁板在辊径为Φ95mm的轧机上进行第二道次轧制，上下轧辊均为平辊，轧制速度为0.15m/s，最终得到轧制后的镁合金板材，测量其厚度为1.26mm。

结果显示，采用波纹辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材边裂较少，如图6所示，而采用平辊-平辊联合轧制制备的镁合金板材存在较为严重的边裂，如图7所示。在该对比例中，AZ31B镁合金板材的具体成分同实施例1。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，镁合金板材预热：

将规格镁合金板材在温度为400℃的加热炉中保温15min；

步骤2，镁合金板材第一道次波纹辊轧制：

将加热后的镁合金板材在轧机上进行第一道次轧制，上下轧辊均为纵波波纹辊，且上辊波峰与下辊波谷相对应，轧制速度为0.15m/s；

步骤3，镁合金板材回炉加热：

将第一道次轧制后的镁合金板材放回加热炉继续在400℃下保温15min；

步骤4，镁合金板材第二道次平辊轧制：

将加热后的镁合金板材在轧机上进行第二道次轧制，上下轧辊均为平辊，轧制速度为0.15m/s，最终得到厚度为1.22mm的镁合金板材；使用纵波波纹辊进行第一道次镁合金板材轧制，这里设定较大的变形量，对镁合金板材晶粒充分破碎，并有效避免轧制大变形产生的极强基面织构，提高板材的后续可轧性。

2.根据权利要求1所述的一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法，其特征在于，所述镁合金板材是由如下重量百分比的原料构成的：Al3.2%，Si0.07%，Ca0.04%，Zn1.4%，Mn0.7%，Cu0.01%，镁余量。

3.由权利要求1或2任一项所述一种横向起皱抑制镁合金板材边裂的方法制备的镁合金板材。

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