CN110670005A - 一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属加工技术领域，公开了一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法；其对镁合金板带先进行波纹轧制，引入局部应变，再进行后续传统平扎。其轧制工艺包括以下步骤：（1）让原始镁合金板带经过波纹轧辊，将其轧制成波浪纹形状；（2）波纹板带继而咬入后序的平辊中，经过平辊轧制成所需厚度的平板带。采用本发明的方法所制备的镁合金板带其Schmid因子增大，显著促进了包括机械孪晶在内的非基面滑移系的活性，其连续的弧槽可以控制组织和织构的演变，提高断裂延伸率，弱化基面织构强度，满足生产所需求的综合性能。此外，提高了镁合金冷板带成型率，工艺简单，设备轧制生产率高。
Description
技术领域
本发明属于镁合金轧制技术领域，尤其涉及一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法。
背景技术
镁及镁合金是一种密度最低的合金结构件材料。与其它金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度和比刚度高、导热性好、减震性好、电磁屏蔽性和抗辐射能力强、易切削加工、易回收等优点。随着近年的来的发展，镁合金被广泛的开发利用在汽车、电子等领域，甚至用于更为重大的航天航空及军工场合，尤其是变形镁合金材料，因其优异的综合性能展现出了非常广阔的应用前景。然而镁合金板材的生产技术不完善、生产成本偏高、在室温下成型能力差，容易边裂等着一系列问题成为限制其发展和广泛应用的关键瓶颈。
金属镁的晶体属于具有密排六方（HCP），独立滑移系少，且室温下其难以启动，这就导致镁合金材料比其他常见铁、铝的的室温塑性变形能力更差。传统的镁合金板材主要采用热轧和挤压方法生产，但是其生产出的镁合金板材不仅晶粒粗大、组织不均匀，且工艺存在着流程长、成本高、成材率低、有限的润滑剂选择用于板带成形等一系列问题。不仅影响了镁合金板材的力学性能以及后续的塑性成形能力，且在实现工业连续生产存在着阻碍。
由于镁合金基底滑移的临界分辨剪切应力(CRSS)远低于室温下非基底滑移的临界分辨剪切应力，因此镁合金基底面的取向在塑性变形过程中起着重要作用。不幸的是，锻造镁合金通常表现出较强的基体组织。例如，轧制和挤压镁合金经常呈现强烈的纹理，基体平面高度平行于轧制或挤压方向。因此，在这些变形镁合金中，基底滑移对拉伸变形有很大的抑制作用，导致塑性较差，应变硬化能力有限。研究发现，弱化较强的基体组织是提高应变硬化能力和延性的有效途径，从而获得较好的成形性。近年来，虽然差动速轧制(DSR)、横轧辊轧制(CRR)等镁合金轧制新技术被提出并证明在细化镁合金晶粒尺寸方面是有效的，但它们对基体织构的弱化作用仍然不够。迫切需要新的轧制方法来削弱织构，特别是倾斜基面。
在受到上述热成形工艺各方面的限制后，解决流程长、成本高、生产率低、成材率低等限制，期望获得一种可连续生产、工序简单、生产率高、基面织构强度较弱的镁合金板带，采用该工艺方法所获得的高质量镁合金板带满足上述要求。
发明内容
本发明旨在：调控织构，提供在保证镁合金组织结构、力学性能的基础上，还使其能够达到节约成本、提高生产率、连续生产的高业生产的需求的轧制工艺方法。
为了实现上述目的，本发明提出了一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其具体实现步骤如下：
（1）板材均质化处理：将板材置于保温炉内加热至一定温度，保温进行均质化热处理，将得到的板带作为轧制原始板带；
（2）波纹辊轧制：采[91] [2] 然后用上述轧机进行轧制，将板带轧制成上表面为波纹形，下表面为平面的镁合金板带；
（3）平连轧：将上述轧制的镁合金板带用上、下均为普通辊的四辊轧机进行轧制，将其轧制成光滑表面的平板带；
（4）循环轧制：波纹轧-平扎连续循环轧制，轧制到所需厚度的镁合金平板带；
（5）退火：将（4）得到的板带置于保温炉内进行退火处理。
所述的均质化处理的加热温度是300-400℃，保温时间为0.5-4h。
所述的波纹辊上下辊直径相同都为320mm，而上波纹棍是利用辊套镶嵌与平辊上所形成，上辊选择波纹辊型，可便于引入局部应变，改变织构类型。
所述的波纹辊辊套采用蜗轮状形式或小齿轮形状，波峰跟波谷之间的高度为1.2-2mm，间距为2.8-3.6mm，引入周期性圆弧性曲线应变或正弦曲线应变。
所述波纹辊轧制与平连扎过程中的镁合金板带的轧制温度为300-450℃，道次间隔的保温时间为5-10min。
所述的循环轧制道次为3-8道次，道次压下量不超过50%，将7-10mm的原始板材轧制成1.2-1.8mm。
所述的退火温度是300-400℃，退火时间不超过5h。
本发明就现有调控镁合金组织、织构的技术相比而言，具有以下有益效果：
（1）所最后平扎得到的板带表面依旧是光滑的；
（2）通过[u3] 能够同时引入纵向和厚度方向上的织构梯度，使（0001）极轴发生倾斜，织构弱化，提高机械性能和室温成形能力；
（3）与常规轧制相比，可以明显弱化轧制变形产生你的基面滑移，激活包括机械孪晶在内的非基面滑移系 ，在保证成形能力的前提下，亦保证了其机械性能。
附图说明
图1为铸态AZ31镁合金波纹轧制工艺流程图；
图2为波纹轧制弱化基面织构原理图；
图3为常规轧制强基面织构形成原理图；
图4为镁板波纹预轧局部变形显微组织图；
图5 镁合金薄板轧制后宏观形貌及织构分布：(a)常规轧制；(b)波纹预轧+平轧。
具体实施方式
通过以下具体的实施例来对本说明进行更好的理解说明，所叙述的实施例仅为此发明的一部分实施例，并不是全部实施例，但并不限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其具体实现步骤如下：
（1）铸态AZ31镁合金置于保温炉内加热到400℃且保温1h进行均质化处理，将得到的板材作为试验件；
（2）将（1）中所得到的试验板带首先通过50%变形量的波纹预轧，促使板材上下表面形成有规律的局部的塑性变形，得到经过预轧的具有波纹形貌的AZ31板材；
（3）使用波纹辊引入连续曲线形局部塑形应变两圆弧曲线的的间隔为3mm，径向高度差为1.5mm，其波形图由图1所示；
（4）步骤（2）中利用波纹辊使镁合金板材引入局部塑形应变，由于局部受力方向的不同，在板材的法向生成的织构的c轴很大程度上表现为垂直于波纹辊面，如图2所示；不同于普通平辊轧制导致c轴垂直于板材法向，如图3所示；
（5）将（2）中得到的经过波纹预轧的AZ31板材在轧制温度为400℃，道次压下量为30%的轧制工艺下，经过平辊普通轧制5道次，每道次间隔保温5min；
（6）轧制完成后在400℃退火1h，得到厚度为1.68mm的AZ31板材；
（7）经过波纹预轧的AZ31板材相较于普通轧制板材基面织构强度弱化了40%-77%，如图4所示。
本发明通过波纹预轧削弱了强烈的基面织构强度，可以在一定程度上解决镁合金室温塑性成型能力差的问题，提高镁合金塑性成形能力，便于板材后续的加工成形，其效果如图5所示。
Claims (7)
1.一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）板材均质化处理：将板材置于保温炉内加热一定温度，保温进行均质化热处理，将得到的板带作为轧制原始板带；
（2）波纹辊轧制：采用上辊为波纹辊，下辊为普通平辊的四辊轧机，然后用上述轧机进行轧制，将板带轧制成上表面为波纹形，下表面为平面的镁合金板带；
（3）平连轧：将上述轧制的镁合金板带用上、下均为普通辊的四辊轧机进行轧制，将其轧制成光滑表面的平板带；
（4）循环轧制：波纹轧-平扎连续循环轧制，轧制到所需厚度的镁合金平板带；
（5）退火：将（4）得到的板带置于保温炉内进行退火处理。
2.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（1）中均质化处理的加热温度为300-400℃，保温时间为0.5-4h。
3.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（2）中的波纹辊上下辊直径相同都为320mm，而上波纹棍是利用辊套镶嵌与平辊上所形成。
4.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（2）中的辊套采用正弦曲线来设计波纹型貌，波峰跟波谷之间的高度为1.2-2mm，间距为2.8-3.6mm，引入周期性圆弧性曲线应变或正弦曲线应变。
5.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（2）、（3）中镁合金板带的轧制温度为300-450℃，道次间隔的保温时间为5-10min。
6.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（4）中的循环轧制道次为3-8道次，道次压下量不超过50%，将7-10mm的原始板材轧制成1.2-1.8mm。
7.根据权利要求书1所述的一种波纹预轧弱化连续生产镁合金板带基面织构的方法，其特征在于：所述（5）的退火温度为300-400℃，退火时间不超过5h。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200110 |