TW201005106A - Magnesium alloy board of grain refinement and preparation method thereof - Google Patents
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201005106 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於合金板槪其製造方法,尤其係指—種晶粒細化 之鎮合金板材及其製造方法,其鶴騰汽車、航太卫業或其他需高抗拉 強度及快速成形特性之領域。 【先前技術】 近年來在汽車、航太、家電及辦公家具產業追求輕量化之潮流中,具 參低密度之鎮合金的應用受到各領域的矚目。然而鎮合金欠缺常溫加工性之 製程瓶頸,一直疋成形的障礙。為改善鎮合金之成形性及在汽車產業上之 應用’已有許多具有耐溫成形性之鎂合金出現,其中以2g6〇(Mg_6wt%Zn 〇. 5 wt%Zr)鎂合金最具潛力。然而因成形性及成形速率尚無法達到汽車產業所 要求之規格,因此提高ZK60鎂合金之抗拉強度及具備快速成形特性(應變 速率MO—V ’伸長率>200%)是必要的。 鑑於上述習知技術之缺點,本發明提供一種晶粒細化之鎮合金板材及 其製造方法,其能細化ΖΚ60鎂合金板材的晶粒,故能提高ΖΚ60鎂合金板 材之抗拉強度,並使ΖΚ60鎮合金板材具備快速成形之優點,以適用於汽車 ❹ 工業。 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種晶粒細化之鎂合金板材及其製造方 法,其能細化ΖΚ60鎂合金板材的晶粒,故能提高ΖΚ60鎂合金板材之抗拉 強度,並使ΖΚ60鎂合金板材具镩快速成形之優黟。 本發明之次要目的在於提供一種晶粒細化之鎮合金板材及其製造方 法,其能細化ΖΚ60鎂合金板材的晶粒,以適用於汽車工業。 本發明提供一種晶粒細化之鎮合金板材及其製造方法,該晶粒細化之 鎂合金板材,包括:複數個ΖΚ 60鎂合金晶粒;及其中該複數個ΖΚ 60鎮 201005106 合金晶粒之平均粒徑係小於l〇"m。該晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其 步驟包括:將一 ZK 60鎂合金以豎型直接激冷式鑄造法製作出一 ZK 60鎂 合金鑄錠;將該ZK 60鎂合金鑄鍵均質化熱處理;將該ZK 60鎂合金鑄旋 擠製後’退火以消除應力;及軋延後再結晶退火,形成一晶粒細化之Ζκ 6〇 鎮合金板材。 【實施方式】 兹為使責審查委員對本發明之特徵及方法步驟有更進一步之瞭解與 ❹ 認識’現將詳細設計之原理及本發明之較佳實施例說明如後。 本發明之晶粒細化之鎂合金板材,包括:複數個ZK 60鎂合金晶粒; 及其中該複數個ZK60鎮合金晶粒之平均粒徑係小於ιομη;!,其中該複數個 ΖΚ 60鎂合金晶粒較佳之平均粒徑係小於5μιη。 本發明之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其步驟包括(如第一圖所 不): S11將一 ΖΚ 60鎮合金以豎型直接激冷式鑄造法製作出一 ζκ 6〇鎮合金轉 錠; S12將該ΖΚ 60鎂合金鑄鍵均質化熱處理; φ S13將該ΖΚ60鎂合金铸鍵擠製後,退火以消除應力;及 S14軋延後退火以消除應力’形成一晶粒細化之ζκ6〇鎮合金板材。 其中步驟S12中,該均質化熱處理之溫度為370〜390°C » 其中步驟S13中,該擠製製程之擠製比為6〇〜ι〇〇:ι。步驟S13中,更 包括一以示差掃描熱卡計測量ZK 60鎂合金相變態溫度,以確認再結晶溫 度範圍,再於碑溫度範圍退火以消除應力之步驟。以示差掃描熱卡計測量 ZK 60鎂合金相變態溫度,以確認ZK 60鎂合金再結晶溫度範圍,再於該 溫度範圍退火以消除應力之步驟中,ZK 60鎂合金再結晶溫度範圍為 227〜265〇C。 其中步驟S14中,軋延溫度為300-450¾及軋延率為2〇〜80% ;較佳軋 201005106 延溫度為350°C及較佳軋延率為8〇%。步驟S14中,退火溫度為255〜275C>c 及退火時間大於16小時。 鎮合金的細晶強化主要通過控制鎂合金晶粒大小的方法實現,細晶組 織材料其晶界是滑移傳遞的有效障礙,晶界前方的應力集中使得更多的滑 移系被活化’合金的整體變形更加均勻,使得鎂合金強度和韌性獲得改善。 細晶強化對於HCP結構的鎂合金效果更加明顯。合金的降伏強度與晶粒尺 寸的關係可用Hall-Petch關係來表示,即σ ^β1(1=σ 〇+kd_1〇,式中σ。為單晶 降伏強度’ k為Hall-Petch equation之斜率,d為晶粒大小。常用鎮合金具 ^ 有相當高的k值,因此當鎂合金晶粒細化後,其強度提昇相當顯著。當晶 粒細化至次微米(submicron)時,合金就會表現出超塑性。而獲得細小等轴的 晶粒可以改善合金的性能,本發明ZK 6〇鎂合金的晶粒度可透過熱加工、 塑性變形等方法控制,且ZK60鎂合金經動態再結晶之熱機處理可達到 <10pm之細晶組織,再經退火處理使晶粒成為等軸晶,於拉伸試驗中藉由 增加大量的晶界滑移而達到超塑性之目的。 本發明先將ΖΚ 60鎂合金(中科院製造ΖΚ60鎂合金:
Mg-5.29wt%Zn-0.59wt°/〇Zr)以豎型直接激冷式(Vertical Direct Chill Type,簡 稱VDC)連鑄機製作出一直徑8吋之圓柱狀ZK 60鎂合金缚錠。該ζκ 60 φ 鎂合金铸錠於380°C下並經過24小時的均質化熱處理後,再使用熱擠壓機, 以擠製比60~100:1、約350。(:下、擠製速度約為65 sec/m之擠製條件下·, 將圓柱狀之ZK 60鎂合金鑄錠擠製成厚度6 mm及寬度90 mm之板材。 ZK 60鎂合金擠製板材先經示差掃描熱卡計(DSC)量測鎂合金相變態溫 度,結果如第二圖所示,顯示ZK60鎂合金再結晶溫度(DBTT)的範圍為 227~265〇C « i 飞 ' 7 ZK60 鎂合金擠製板材(Mg-5.29wt%Zn-0.59wt%Zr)於 227〜265t:溫度 範圍退火3小時消除殘留應力後,再於300°C、350°C、400°C及450°C之 不同軋延溫度,20%、40%、60%及80%之不同軋延率下,軋延成不同厚 度之板材(其中30(TC軋延溫度、20%以上軋延率軋延會造成薄板邊緣開 201005106 裂,故只作20%軋延率)。再經光學顯微鏡(〇M)觀察以確認晶粒細化之最 佳製程參數,如第三圖所示,顯示為35(TC軋延溫度、80%軋延率軋延, 晶粒細化至3μιη最佳。此最佳細晶組織再經265〇c退火16小時可得到 等轴晶粒,如第四圖所示。 ZK60鎂合金擠製材、擠製後於265°C下再結晶退火3小時得到擠製退 火材,及以最佳製程參數35〇°c軋延溫度、8〇%軋延率軋延後於265<)(:下退 火16小時得到之軋延退火ZK60鎂合金板材,作常溫、高溫拉伸之機械性 質比較’其結果如表1和第五圖及第六圖所示。 表1 ZK60鎂合金擠製材與軋延材之常溫及高溫的機械性質 拉伸溫度/ 室溫 3001/10-¾.1 3〇ο°(:/ι〇-ν 拉伸速率 機械性質 抗拉強度 伸長率 抗拉強度 伸長率 抗拉強度 伸長率 (MPa) (%) (MPa) (%) (MPa) (%) 擠製材 264 13.9 擠製退火 263 15.7 軋延退火 322 19 14 429 33 240 由表1得知’ ZK60鎂合金擠製材室溫抗拉強度為264MPa,延伸率為 13.9%,擠製後再於265°C下退火3小時之試片,室溫抗拉強度可達 263MPa,延伸率為15.7%,延伸率稍有改善。冉於35〇»c札延遠度、8〇。/〇軋 延率軋延後’於265°C下退火16小時,室溫抗拉強度和延伸率明顯較擠製 材提昇很多,室溫抗拉強度為322MPa,延伸率為19%,在300°C、l〇「2S4 快速拉伸應變速率拉伸,伸長率可達240%。故ZK60鎂合金板材經細化晶 201005106 粒的步驟後,其可應用於汽車產業。 眚所ΐ者,僅為本發明之較佳實施例而已’並非用來限定本發明 實施之_ ’舉凡縣_巾請專職之私、特财麟所為之 均等變化與修飾,均應包括於本發明之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖為本發明之晶粒細化鎂合金板材之製造方法的步驟流程圖。 第二圖為ZK60鎂合金擠製材之DSC量測圖。 ❹ 第二圖為ZK60鎮合金擠製材之乳延溫度、軋延率與晶粒大小之關係圖。 第四圖為以35(TC軋延溫度、80%軋延率製做出之晶粒細化之2K60錢合金 板材之光學顯微鏡(OM)圖。 第五圖為本發明晶粒細化之ZK60鎂合金板材於300°C、1〇·2#速率拉伸 之抗拉強度和伸長率之關係圖。 第六圖為本發明晶粒細化之ZK60鎂合金板材於300°C、ΙΟ-Υ1速率拉伸 之抗拉強度和伸長率之關係圖。 【主要元件符號說明】 螓 無
Claims (1)
- 201005106 十、申請專利範圍: 1. 一種晶粒細化之鎮合金板材,包括: 複數個ZK 60鎂合金晶粒;及 其中該複數個ZK 60鎂合金晶粒之粒徑係小於1〇叫。 2. 如申請專利範圍第1項所述之ΖΚ 60鎂合金板材,其中該複數個ΖΚ 60 鎂合金晶粒較佳之平均粒徑係小於5μιη。 3. —種晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其步驟包括: 將一 ΖΚ 60鎂合金以豎型直接激冷式鑄造法製作出一 ζκ 60鎂合金禱 錠; 將該ΖΚ 60鎂合金鑄錠均質化熱處理; 將該ΖΚ 60鎂合金鎿旋擠製後,退火以消除應力;及 軋延後再結晶退火,形成一晶粒細化之ΖΚ60鎂合金板材。 4. 如申請專利範園第3項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中將 該ΖΚ 60鎂合金鑄錠均質化熱處理之步驟中,該均質化熱處理之溫度為 370〜390〇C。 5·如申請專利範圍第3項所述之晶粒細化鎮合金板材之製造方法,其中將 該ZK 60鎂合金鎮錠擠製後’退火以消除應力之步驟中,該播製製程之 擠製比為60〜100:1。 6. 如申請專利範圍第3項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中蔣 該ZK60鎂合金铸錠播製後,退火以消除應力之步驟中,更包括一以示 差掃描熱卡計測量ZK 60鎂合金相變態溫度,以確認再結晶溫度範圍, 再於該溫度範圍退火以消除應力之步驟。 7. 如申請專利範圍第6項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中以 示差掃描熱卡計測量ZK 60鎂合金相變態溫度’以確認ζκ 60鎂合金再 結晶溫度範圍’再於該溫度範圍再結晶退火之步驟中,160鎂合金再 結晶溫度範圍為227〜265°C。 8. 如申請專利範圍第3項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中軋 201005106 延後再結晶退火,形成該晶粒細化之ΖΚ 60鎂合金板材之步驟中,軋延 溫度為300〜450°C及軋延率為20-80%。 9. 如申請專利範圍第8項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中軋 延後再結晶退火’形成該晶粒細化之ZK60鎂合金板材之步驟中,較佳 軋延溫度為350°C及較佳軋延率為80%。 10. 如申請專利範圍第3項所述之晶粒細化鎂合金板材之製造方法,其中軋 延後再結晶社,臟粒細化之ZK0G鎂合金滅之轉中,、退火 溫度為255〜275°C及退火時間大於16小時。
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JP4332889B2 (ja) * | 2003-05-30 | 2009-09-16 | 住友電気工業株式会社 | マグネシウム基合金成形体の製造方法 |
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2008
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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