CN110863127A - 一种高延展性和高强度铝镁合金板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高延展性和高强度铝镁合金板，其组分及其质量含量为：材料主体76.5‑84.2份，高延展性材料12.8‑17.6份、高强度材料5.2‑8.6份和不可避免的杂质0.5‑1份。本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，通过在制备时加入Mn和Mo，能确保本铝镁合金板具有高延展性，并且在制备时加入Ca、Ni、Cu，以及在生产时通过槽块对铝镁合金板的一面进行压制，使铝镁合金板的一面形成网格状加强筋，进一步了本铝镁合金板的强度。

Description

一种高延展性和高强度铝镁合金板

技术领域

本发明涉及铝镁合金板技术领域，更具体地说，尤其涉及一种高延展性和高强度铝镁合金板。

背景技术

在金属材料领域，具有低密度、耐腐蚀、高抗压性能的板材一直是技术人员孜孜追求的目标。铝镁合金板主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料，其密度低、耐腐蚀，并具有一定的抗压性能。

以Mg为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金铝板质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求，而且其硬度是传统塑料的数倍，在应用领域具有巨大的优势。

现有技术中的铝镁合金板具有低密度、较好的耐腐蚀性能等特点，并具有较好的抗压性能。但是现有的铝镁合金板的延展性和强度还不尽如人意，对于延展性和强度要求高的应用场景，还不能很好的满足使用要求，这些性能需要进一步的提升。

为此，本发明根据技术的需要，提出一种高延展性和高强度的铝镁合金板。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高延展性和高强度铝镁合金板，具有高延展性和高强度；而且在生产时通过槽块对铝镁合金板的一面进行压制，使铝镁合金板的一面形成网格状加强筋，一定程度上确保了本铝镁合金板具备高强度，以解决上述背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高延展性和高强度铝镁合金板，其成分及其质量含量为：材料主体 76.5-84.2份，高延展性组分12.8-17.6份、高强度组分5.2-8.6份和不可避免的杂质0.5-1份。

优选的，所述材料主体的成分及其质量含量为：Al 93.5-95.8份和Mg 5-7.6份。

优选的，所述高延展性组分的成分及其质量含量为：Mn 33.55-45.2份、 Mo 15.5-20.3份。

优选的，所述高延展性组分料还包括Cn 17.8-26.8份、Bi 8.2-14.5份、 Ce 10.6-16.5份，以提高铝镁合金的延展性。

优选的，所述高强度组分的成分及其质量含量为：Ca 26.8-32.3份、Ni 10.2-13.4份、Cu 15.5-19.8份。

优选的，所述高强度组分还包括Si 26.7-32.1份和Sn 8.2-13.2份，以提高铝镁合金的强度。而且所述高延展性组分中的Cn、Bi、Ce和高强度组分中的Si、Sn能够互相促进，起到协同作用，进一步提高延展性和强度。

优选的，本发明还公开了所述铝镁合金板的生产装置，其包括基台、凹形架，所述基台的上端固定设置有凹形架，所述凹形架的上端通过固定架设置有液压缸，所述液压缸活塞杆的一端贯穿凹形架设置有上压模，所述上压模的下端设置有槽块，所述基台的上端分别设置有下凹模和升降限位组件，所述升降限位组件对称设置有两组，且两组升降限位组件分别位于下凹模的两侧，所述下凹模位于上压模的正下方。

优选的，所述槽块的下端等间距开设有纵横交错且相互连通的条形槽。所述条形槽边缘设置有倒角或者圆角；所述圆角的半径R为铝镁合金板厚度 H1的1.5-3倍，即R/H为1.5-3。

优选的，所述升降限位组件包括内杆、套管和固定销，所述套管的侧壁上等间距开设有第一插接孔，所述内杆的侧壁上开设有与第一插接孔相对应的第二插接孔。

优选的，所述固定销的一端依次贯穿第一插接孔和第二插接孔并延伸至套管的外侧，所述固定销的一端套装有限位橡胶圈。

优选的，所述下凹模的上端开设有凹槽，所述上压模设置为凸字形上压模，所述上压模的突出部与下凹模的凹槽之间间隙配合，且配合间隙δ为≤ 0.04mm，特别是0.01-0.03mm。

优选的，所述液压缸可以采用气缸进行替换，能够实现加压的功能即可。

优选的，为了提高对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性，所述上压模和下压槽的材料均为硬质金属，特别是钢材、硬质合金、低合金工具钢、高碳高铬工具钢等中的一种；所述上压模和下压槽的材料相同。

优选的，为了在提高对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性的同时，保证上压模和下压槽的工作寿命，所述硬质金属的常温硬度Y1为 58-76HRC，900-1000摄氏度时的热硬度Y2为56-60HRC；进一步的，所述硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2满足：

Y2＝α·Y1；

其中，α为热硬度系数，取值范围为0.74-1.02。

优选的，为了进一步提高上压模和下压槽对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性，所述配合间隙δ、硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2 之间满足以下关系：

Y2/Y1＝β·[(R/H1)/δ^1/2]；

其中，β为关系因子，取值范围为0.03-0.11。

与现有技术相比，本发明的技术效果和优点：

1、本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，通过加入Mn、Bi、Ce、Cn和 Mo，能够确保本铝镁合金板具有高延展性，并且在制备时加入Ca、Ni、Cu、Si和Sn，以及在生产时通过槽块对铝镁合金板的一面进行压制，使铝镁合金板的一面形成网格状加强筋确保了本铝镁合金板具备高强度。

2、本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，所述高延展性组分中的Cn、 Bi、Ce和高强度组分中的Si、Sn能够互相促进，起到协同作用，进一步提高延展性和强度。

3、本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，通过设置上压模和下压槽的材质，以及上压模的突出部与下凹模的凹槽之间间隙配合，以提高铝镁合金的强度。

4、本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，通过设置所述硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2的范围和关系，提高对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性的同时，保证上压模和下压槽的工作寿命。

5、本发明的高延展性和高强度铝镁合金板，通过设置所述配合间隙δ、硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2之间满足的关系，以进一步提高上压模和下压槽对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性。

附图说明

图1为本发明高延展性和高强度铝镁合金板组分及含量图。

图2为本发明高延展性和高强度铝镁合金板生产装置的结构示意图。

图3为本发明高延展性和高强度铝镁合金板生产装置的槽块结构示意图；

图4为本发明高延展性和高强度铝镁合金板生产装置的下凹模结构示意图；

图5为本发明高延展性和高强度铝镁合金板生产装置的升降限位组件结构示意图。

图中：1、基台；2、凹形架；3、固定架；4、液压缸；5、上压模；6、槽块；7、下凹模；8、升降限位组件；9、条形槽；10、内杆；11、套管；12、固定销；13、第一插接孔；14、第二插接孔；15、限位橡胶圈；16、凹槽。

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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所述，一种高延展性和高强度铝镁合金板，其组分及其质量含量为：材料主体76.5-84.2份，高延展性材料12.8-17.6份、高强度材料5.2-8.6 份和不可避免的杂质0.5-1份。

所述材料主体的组分及其质量含量为：Al 93.5-95.8份和Mg 5-7.6份。所述高延展性材料的组分及其质量含量为：Mn 33.55-45.2份、Mo 15.5-20.3 份。所述高强度材料的组分及其质量含量为：Ca 26.8-32.3份、Ni 10.2-13.4 份、Cu 15.5-19.8份。

如图2-5所述，本发明还提供一种高延展性和高强度铝镁合金板生产装置，包括基台1，基台1的上端固定焊接有凹形架2，凹形架2的上端通过固定架3固定安装有液压缸4，液压缸4设置为双作用液压缸，液压缸4活塞杆的一端贯穿凹形架2固定安装有上压模5，上压模5的下端固定焊接有槽块6，基台1的上端分别固定安装有下凹模7和升降限位组件8，升降限位组件8对称设置有两组，且两组升降限位组件8分别位于下凹模7的两侧，下凹模7 位于上压模5的正下方。

所述槽块6的下端等间距开设有纵横交错且相互连通的条形槽9。升降限位组件8包括内杆10、套管11和固定销12，套管11的侧壁上等间距开设有第一插接孔13，内杆10的侧壁上开设有与第一插接孔13相对应的第二插接孔14，固定销12的一端依次贯穿第一插接孔13和第二插接孔14并延伸至套管11的外侧，固定销12的一端套装固定有限位橡胶圈15。

所述下凹模7的上端开设有凹槽16，上压模5设置为凸字形上压模，上压模5的突出部与下凹模7的凹槽16之间间隙配合，且配合间隙设置为≤ 0.02mm。

工作原理：本发明通过在制备时加入Mn、Bi、Ce、Cn和Mo，能一定程度上确保本铝镁合金板具有高延展性，并且在制备时加入Ca、Ni、Cu、Si和Sn，以及在生产时通过槽块6对铝镁合金板的一面进行压制，使铝镁合金板的一面形成网格状加强筋，一定程度上确保了本铝镁合金板具备高强度，而且通过调节升降限位组件8的水平高度能控制上压模5的下压深度，从而控制铝镁合金板的一面形成网格状加强筋的厚度。

实施例2

如图1所述，一种高延展性和高强度铝镁合金板，其组分及其质量含量为：材料主体76.5-84.2份，高延展性材料12.8-17.6份、高强度材料5.2-8.6 份和不可避免的杂质0.5-1份。

所述材料主体的组分及其质量含量为：Al 93.5-95.8份和Mg 5-7.6份。所述高延展性材料的组分及其质量含量为：Mn 33.55-45.2份、Bi 8.2-14.5 份、Ce 10.6-16.5份、Cn17.8-26.8份和Mo 15.5-20.3份。所述高强度材料的组分及其质量含量为：Ca 26.8-32.3份、Ni 10.2-13.4份、Cu 15.5-19.8 份、Si 26.7-32.1份和Sn 8.2-13.2份。

实施例3

一种高延展性和高强度铝镁合金板，其组分及其质量含量为：材料主体 76.5份，高延展性材料12.8份、高强度材料5.2份和不可避免的杂质0.5份。

所述材料主体的组分及其质量含量为：Al 93.5份和Mg 5份。所述高延展性材料的组分及其质量含量为：Mn 33.55、Bi 8.2份、Ce 10.6份、Cn 17.8 份和Mo 15.5份。所述高强度材料的组分及其质量含量为：Ca 26.8份、Ni 10.2 份、Cu 15.5份、Si 26.7份和Sn 8.2份。

实施例4

一种高延展性和高强度铝镁合金板，其组分及其质量含量为：材料主体 84.2份，高延展性材料17.6份、高强度材料8.6份和不可避免的杂质1份。

所述材料主体的组分及其质量含量为：Al 95.8份和Mg 7.6份。所述高延展性材料的组分及其质量含量为：Mn 45.2份、Bi 14.5份、Ce 16.5份、 Cn 26.8份和Mo 20.3份。所述高强度材料的组分及其质量含量为：Ca 32.3 份、Ni 13.4份、Cu 19.8份、Si 32.1份和Sn13.2份。

本发明还提供一种高延展性和高强度铝镁合金板生产装置，包括基台1，基台1的上端固定焊接有凹形架2，凹形架2的上端通过固定架3固定安装有液压缸4，液压缸4设置为双作用液压缸，液压缸4活塞杆的一端贯穿凹形架 2固定安装有上压模5，上压模5的下端固定焊接有槽块6，基台1的上端分别固定安装有下凹模7和升降限位组件8，升降限位组件8对称设置有两组，且两组升降限位组件8分别位于下凹模7的两侧，下凹模7位于上压模5的正下方。

为了提高铝镁合金板的强度，所述槽块6的下端等间距开设有纵横交错且相互连通的条形槽9。所述条形槽边缘设置有倒角或者圆角；所述圆角的半径R为铝镁合金板厚度H1的1.5-3倍，即R/H为1.5-3。

所述升降限位组件8包括内杆10、套管11和固定销12，套管11的侧壁上等间距开设有第一插接孔13，内杆10的侧壁上开设有与第一插接孔13相对应的第二插接孔14，固定销12的一端依次贯穿第一插接孔13和第二插接孔14并延伸至套管11的外侧，固定销12的一端套装固定有限位橡胶圈15。

所述下凹模7的上端开设有凹槽16，上压模5设置为凸字形上压模，上压模5的突出部与下凹模7的凹槽16之间间隙配合，且配合间隙且配合间隙δ为≤0.04mm，特别是0.01-0.03mm。

所述液压缸4可以采用气缸进行替换，满足压力要求即可。

为了提高对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性，所述上压模和下压槽的材料均为硬质金属，特别是钢材、硬质合金、低合金工具钢、高碳高铬工具钢等中的一种；所述上压模和下压槽的材料相同。

优选的，为了在提高对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性的同时，保证上压模和下压槽的工作寿命，所述硬质金属的常温硬度Y1为 58-76HRC，900-1000摄氏度时的热硬度Y2为56-60HRC；进一步的，所述硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2满足：

Y2＝α·Y1；

其中，α为热硬度系数，取值范围为0.74-1.02。

优选的，为了进一步提高上压模和下压槽对铝镁合金板的挤压效果，提高其强度和延展性，所述配合间隙δ、硬质金属的常温硬度Y1和热硬度Y2 之间满足以下关系：

Y2/Y1＝β·[(R/H1)/δ^1/2]；

其中，β为关系因子，取值范围为0.03-0.11。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (8)

1.一种高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：其成分及其质量含量为：材料主体76.5-84.2份，高延展性组分12.8-17.6份、高强度组分5.2-8.6份和不可避免的杂质0.5-1份。

2.根据权利要求1所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述材料主体的组分及其质量含量为：Al 93.5-95.8份和Mg 5-7.6份。

3.根据权利要求1或2所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述高延展性组分的成分及其质量含量为：Mn 33.55-45.2份、Mo 15.5-20.3份。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述高强度组分的成分及其质量含量为：Ca 26.8-32.3份、Ni 10.2-13.4份、Cu 15.5-19.8份。

5.根据权利要求1任一项所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述高强度组分还包括Si 26.7-32.1份。

6.根据权利要求1任一项所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述铝镁合金板采用一种生产装置，其包括基台、有凹形架，所述基台的上端固定设置有凹形架，所述凹形架的上端通过固定架设置有液压缸，所述液压缸活塞杆的一端贯穿凹形架设置有上压模，所述上压模的下端设置有槽块，所述基台的上端分别设置有下凹模和升降限位组件，所述升降限位组件对称设置有两组，且两组升降限位组件分别位于下凹模的两侧，所述下凹模位于上压模的正下方。

7.根据权利要求6任一项所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述槽块的下端等间距开设有纵横交错且相互连通的条形槽。

8.根据权利要求6任一项所述的高延展性和高强度铝镁合金板，其特征在于：所述升降限位组件包括内杆、套管和固定销，所述套管的侧壁上等间距开设有第一插接孔，所述内杆的侧壁上开设有与第一插接孔相对应的第二插接孔。

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