專利名稱：一種鎂合金板材的鍛造開坯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料鍛造加工及軋制成形領(lǐng)域，特別涉及一種鑄態(tài)鎂合金板材的鍛造開坯方法。
背景技術(shù)：
鎂合金由于質(zhì)量輕、尺寸穩(wěn)定性高、防電磁波干擾、具有優(yōu)良的加工特性、極佳的剛性重量比、導(dǎo)電性佳以及可回收性等多項優(yōu)點(diǎn)，使其在結(jié)構(gòu)性與加工組件的應(yīng)用與需求上大幅上漲。大多數(shù)3C(電腦、通訊與消費(fèi)性電子產(chǎn)品)設(shè)備、汽車零組件、手工具、運(yùn)輸工具等產(chǎn)業(yè)，都是鎂合金技術(shù)可發(fā)揮應(yīng)用的市場。
鎂合金板材用于制作薄壁部件，與目前同樣作為外殼件應(yīng)用的塑料相比，鎂合金板材具有耐高溫、低的熱膨脹性以及易于回收利用的優(yōu)點(diǎn)，具有重要的商業(yè)應(yīng)用價值。鎂合金板材本身不僅是主要的塑性加工制品，也是進(jìn)一步深加工的原料，因此，鎂合金板材是重要的基礎(chǔ)材料。開發(fā)生產(chǎn)低成本、高品質(zhì)的鎂合金板材，對改變我國鎂工業(yè)的局面有特殊意義。
但是目前世界上鎂合金板材生產(chǎn)主要沿用傳統(tǒng)熱軋開坯、擠壓開坯、及熱鍛開坯方法，由于鎂合金塑性變形能力低，傳統(tǒng)的熱軋開坯加工方法生產(chǎn)的板坯在后續(xù)軋制成型過程中易產(chǎn)生道次壓下量小，軋制道次多，易邊裂，成品率低，所制備的板材成本較高。擠壓開坯生產(chǎn)的板材質(zhì)量較好，但生產(chǎn)效率低。熱鍛開坯是鎂合金板材重要的加工方法，通常是在較高的溫度時沿單一方向進(jìn)行多道次鍛造并輔助退火處理。但是采用單向多道次高溫鍛造易形成強(qiáng)烈基面織構(gòu)，極其不利于后續(xù)軋制變形，使道次下壓量低，并且高溫變形不利于激縮孿生來細(xì)化晶粒，使板材內(nèi)部組織不均勻，且需要輔助多道次中間退火，工藝復(fù)雜成本升高。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鎂合金板材的鍛造開坯方法，以實(shí)現(xiàn)鎂合金板材的大變形量加工，且所加工出的板材具有均勻、細(xì)小的晶粒組織和優(yōu)異的力學(xué)性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種鎂合金板材的鍛造開坯方法，包括步驟
側(cè)面交叉鍛造從板坯側(cè)面沿板坯橫向和縱向交替進(jìn)行鍛造處理。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述側(cè)面交叉鍛造為多道次鍛造。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述側(cè)面交叉鍛造的單道次應(yīng)變量在2-15%。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述側(cè)面交叉鍛造的鍛造溫度是室溫至200°C。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述多道次鍛造采用3-20道次。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述低溫鍛造具體為20°C、15(TC或 200"C。
優(yōu)選的，在上述鎂合金板材的鍛造開坯方法中，所述多道次具體采用3、12或20道次。
從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過采用側(cè)面交叉鍛造開坯處理過程，使材料在低溫下產(chǎn)生了較大的冷變形，可以有效地利用孿生分割晶粒來細(xì)化鑄態(tài)板坯的晶粒尺寸，使其經(jīng)過上述方法處理后形成有利于后續(xù)軋制成型的織構(gòu)類型，從而可在后續(xù)軋制加工中顯著提高單道次最大下壓量和連續(xù)變形的能力，減少軋制道次和中間退火次數(shù)，顯著降低了鎂合金薄板材的加工成本，同時，采用此工藝制備出的鎂合金板材具有更為均勻、細(xì)小的晶粒組織和優(yōu)異的力學(xué)性能，板坯邊裂傾向顯著改善，從而使鎂合金板材質(zhì)量得以提尚ο


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的鎂合金板材的側(cè)面鍛造以及軋制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開了一種鎂合金板材的鍛造開坯方法，以實(shí)現(xiàn)鎂合金板材的大變形量加工，且所加工出的板材具有均勻、細(xì)小的晶粒組織和優(yōu)異的力學(xué)性能。
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供的鎂合金板材的側(cè)面交叉鍛造開坯方法是用于在鎂合金板材軋制之前的一種預(yù)先處理，以使得加工出的鎂合金板材組織結(jié)構(gòu)合理、無邊裂、質(zhì)量優(yōu)良。其包括步驟
側(cè)面交叉鍛造，從板坯的側(cè)面沿板坯的橫向和縱向交替進(jìn)行鍛造處理，本方法采用多道次，小應(yīng)變量的低溫交叉鍛造；
其中，側(cè)面交叉鍛造的道次應(yīng)變量優(yōu)選的控制在2-15%范圍內(nèi)，側(cè)面預(yù)變形的溫度在20°C至200°C范圍內(nèi)。
隨后進(jìn)行軋制成型處理，將上述經(jīng)過側(cè)面交叉鍛造處理的鎂合金板坯軋制成鎂合金板材。
本發(fā)明提供的鎂合金板材的側(cè)面交叉鍛造開坯新方法，通過從側(cè)面的交叉鍛造預(yù)變形處理，使得在隨后的軋制加中實(shí)現(xiàn)鎂合金板材的大變形量加工，邊裂傾向明顯改善，道次壓下量顯著增加，減小軋制道次和中間退火次數(shù)，顯著降低了鎂合金薄板材的加工成本， 且最終獲得的板材具有均勻細(xì)小的組織和優(yōu)異的力學(xué)性能，然后將處理后的板坯軋制成鎂合金薄板。
請參閱圖1，本發(fā)明提供的鎂合金板材的鍛造開坯以及軋制方法流程圖，
步驟SlO 側(cè)面交叉鍛造預(yù)變形，其中交叉鍛造采用多道次小變量的低溫鍛造。優(yōu)選的方式，采用3、12或20道次，單道次形變量為2-15 %，鍛造溫度為室溫(本實(shí)施例中的室溫可理解為20°C )至200°C。
步驟Sll 軋制成形，將所述板坯半成品保溫至200°C至450°C，進(jìn)行平輥的大壓下量軋制成鎂合金薄板材。板坯半成品和平輥軋制前可以預(yù)先放入加熱爐中保溫一段時間使其溫度達(dá)到200°C至450°C后，再進(jìn)行平輥軋制處理。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例一
熱軋板坯的初始尺寸為200 X 200 X 70mm其中厚度為70mm，室溫(本實(shí)施例中，可理解為20°C )條件下側(cè)面3道次交叉鍛造，其中道次應(yīng)變量15%，從板坯側(cè)面分別沿橫向和縱向進(jìn)行交替鍛造，然后在爐中加溫至400°C后進(jìn)行平輥軋制，可實(shí)現(xiàn)單道次40%下壓且邊部基本無裂痕，經(jīng)過7道次的平輥壓制，厚度可達(dá)到5mm，而無側(cè)面交叉鍛造的試樣，單道次下壓量僅為20%，且經(jīng)過13道次軋制厚度才可達(dá)到5mm且邊部裂紋明顯。
實(shí)施例二
熱軋板坯的初始尺寸為200 X 200 X 70mm其中厚度為70mm，在150°C條件下側(cè)面12 道次交叉鍛造，其中道次應(yīng)變量8%，從板坯側(cè)面分別沿橫向和縱向進(jìn)行交替鍛造，然后在熱爐中加溫至400 0C后進(jìn)行平輥軋制，可實(shí)現(xiàn)單道次50 %下壓量且邊部基本無裂紋，經(jīng)過 6道次軋制后厚度可達(dá)6mm，而無側(cè)面交叉鍛造處理的試樣單道次下壓量僅為25%，且經(jīng)過 12道次軋制厚度才可達(dá)到6mm且邊部裂紋明顯。
實(shí)施例三
熱軋板坯的初始尺寸為200X 200X 70mm其中厚度為70mm，200°C條件下側(cè)面20 道次交叉鍛造，其中道次應(yīng)變量2%，從板坯側(cè)面分別沿橫向和縱向進(jìn)行交替鍛造，然后在熱爐中保溫至30(TC后進(jìn)行平輥軋制，可實(shí)現(xiàn)單道次下壓量40%且邊部基本無裂紋，并且可以實(shí)現(xiàn)大變形量連續(xù)軋制變形，經(jīng)過8道次軋制后厚度可以達(dá)到5mm，而無側(cè)面交叉鍛造的試樣，單道次下壓量僅為15%，且需經(jīng)過15道次軋制后厚度才可達(dá)到5mm，且邊部裂紋明Mo
本發(fā)明通過對鎂合金板坯的采用側(cè)面交叉鍛造處理，使材料在低溫下產(chǎn)生了較大的冷變形，可以有效地利用孿生分割晶粒來細(xì)化鑄態(tài)板坯的晶粒尺寸，使其經(jīng)過上述方法處理后形成有利于后續(xù)軋制成型的織構(gòu)類型，從而可在后續(xù)軋制加工中顯著提高單道次最大下壓量和連續(xù)變形的能力，減少軋制道次和中間退火次數(shù)，顯著降低了鎂合金薄板材的加工成本，同時，采用此工藝制備出的鎂合金板材具有更為均勻、細(xì)小的晶粒組織和優(yōu)異的力學(xué)性能，板坯邊裂傾向顯著改善，從而使鎂合金板材質(zhì)量得以提高。
對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，包括步驟側(cè)面交叉鍛造從板坯側(cè)面沿板坯橫向和縱向交替進(jìn)行鍛造處理。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述側(cè)面交叉鍛造為多道次鍛造。
3.如權(quán)利要求2所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述側(cè)面交叉鍛造的單道次應(yīng)變量在2-15%。
4.如權(quán)利要求2所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述多道次為3-20道次。
5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述側(cè)面交叉鍛造的鍛造溫度為室溫至200°C。
6.如權(quán)利要求5所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述交叉鍛造溫度是 20°C、150°C或 2000C ο
7.如權(quán)利要求4所述的鎂合金板材鍛造開坯方法，其特征在于，所述多道次具體為3、 12或20道次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金板材鍛造開坯方法，包括步驟低溫小應(yīng)變量側(cè)面交叉鍛造，即從側(cè)面沿板坯橫向和縱向交替進(jìn)行多道次鍛造處理，且采用較低的道次應(yīng)變量進(jìn)行鍛造。板坯采用上述鍛造開坯方法，使材料在低溫下產(chǎn)生了較大的冷變形，可以有效激發(fā)孿生細(xì)化晶粒，從而可以有效利用孿生分割晶粒來細(xì)化鑄態(tài)板坯的晶粒尺寸，形成有利于后續(xù)軋制變形的織構(gòu)類型。因此可在隨后的軋制加工中顯著提高單道次最大下壓量和板坯的連續(xù)變形能力，減少軋制道次和中間退火次數(shù)，顯著降低了鎂合金薄板材的加工成本。同時，采用此工藝制備出的鎂合金板材具有更加均勻、細(xì)小的晶粒組織和優(yōu)異的力學(xué)性能，板坯邊裂傾向顯著改善，提高了鎂合金板材的質(zhì)量。
文檔編號B21J5/00GK102513484SQ20111041555
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者信運(yùn)昌, 劉慶, 周孝軍, 王茂銀, 辛仁龍, 黃光杰 申請人:重慶大學(xué)