本發(fā)明屬于金屬軋制領(lǐng)域，具體涉及一種大尺寸超高強(qiáng)韌性鎂合金薄板制備工藝。
背景技術(shù)：
：鎂合金是一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、比剛度好、易于切削加工、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好，并且具備很好的電磁屏蔽性能、阻尼減振性能以及加工成本低等優(yōu)點(diǎn)，是航空航天、武器裝備、汽車、3C產(chǎn)品等元器件的理想選材，使得鎂合金板材的軋制工藝研究成為材料加工領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。鎂合金板材軋制工藝通常都會(huì)遇到兩個(gè)問(wèn)題，其一是鎂合金屬于密排六方晶體(hcp)結(jié)構(gòu)，其滑移系相對(duì)較少，室溫下其塑性變形能力差，難以加工成形；其二是雖然在高溫下鎂合金能夠啟動(dòng)新的滑移系，提高其加工成形能力，但是鎂合金的易氧化問(wèn)題又需解決。鎂合金板材可廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備、汽車及電子電器產(chǎn)品等工業(yè)領(lǐng)域。等通道轉(zhuǎn)角擠壓是將多晶試樣壓入一個(gè)特別設(shè)計(jì)的模具中以實(shí)現(xiàn)大變形量的剪切變形工藝，主要通過(guò)變形過(guò)程中的近乎純剪切作用,使材料的晶粒得到細(xì)化,從而材料的機(jī)械和物理性能得到顯著改善。目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中，所制備的鎂合金薄板多采用單一冷軋或熱軋方法，其晶粒組織不夠細(xì)小，力學(xué)性能較低，還無(wú)法滿足航空航天、軍事武器裝備等領(lǐng)域的性能要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸超高強(qiáng)韌鎂合金薄板的制備工藝，獲得晶粒均勻、力學(xué)性能良好的鎂合金軋制板材。本發(fā)明的大尺寸超高強(qiáng)韌性鎂合金薄板制備工藝，具體包括如下步驟：(1)先加熱鎂合金坯料至250～450℃，保溫1～3h，獲得均勻化處理后的鎂合金坯料；(2)對(duì)步驟1得到的鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，擠壓溫度為250～450℃，模具內(nèi)等通道轉(zhuǎn)角為30～120°，每擠壓1～2道次后回爐退火，共擠壓8～12次，得到鎂合金棒材；(3)在軋機(jī)軋制前，對(duì)軋輥進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150～450℃，并在軋制過(guò)程中對(duì)軋輥進(jìn)行保溫處理；(4)將步驟2中獲得的鎂合金棒材在250～450℃條件下保溫20～60min后，采用多道次小變形量的方法對(duì)鎂合金棒材進(jìn)行軋制處理，軋輥速度為0.2～0.5m/s，每道次軋制后回爐退火，軋制過(guò)程中交替進(jìn)行橫向與縱向軋制，獲得的鎂合金薄板；(5)對(duì)步驟4中獲得的鎂合金薄板進(jìn)行時(shí)效處理，得到鎂合金薄板成品。進(jìn)一步地，步驟2中等通道轉(zhuǎn)角擠壓的擠壓路徑為A、BA、CC、C路徑中的一種。進(jìn)一步地，步驟2中退火工藝為：在350～500℃條件下退火20～60min。進(jìn)一步地，步驟4中的軋制道次為10～18次。進(jìn)一步地，步驟4中每道次軋制壓下量為8～16％。進(jìn)一步地，步驟4中回爐退火工藝為：在350～500℃條件下退火20～60min。進(jìn)一步地，步驟4中時(shí)效工藝為：在150～210℃保溫16～54h。進(jìn)一步地，步驟4中獲得的鎂合金薄板的厚度為0.1～10mm。進(jìn)一步地，所述鎂合金坯料的質(zhì)量百分比組成為：2.60～3.70％Zn、2.80～3.60％Al、0.30～0.80％Ti和0.10～0.50％Y，其余為Mg及不可去除的雜質(zhì)元素。本發(fā)明在對(duì)鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行多道次熱軋。等通道轉(zhuǎn)角擠壓可以有效的細(xì)化晶粒、改善鎂合金組織結(jié)構(gòu)。對(duì)熱軋機(jī)上的鎂合金板材進(jìn)行線上加熱保溫，使鎂合金在軋制過(guò)程中溫度控制在250℃～450℃，從而提高了鎂合金在軋制過(guò)程中的塑性能力，保證了鎂合金板材軋制變形過(guò)程中的成形性能；并且通過(guò)在開軋前對(duì)軋機(jī)的軋輥進(jìn)行預(yù)熱、軋制過(guò)程中對(duì)軋輥進(jìn)行保溫處理，可以有效的保證鎂合金板材在軋制過(guò)程中的溫度穩(wěn)定控制在250℃～450℃，通過(guò)本工藝可以解決鎂合金鑄錠在常溫下塑性變形差的難題，制備出大尺寸高強(qiáng)韌鎂合金板材。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1選用的鎂合金錠坯規(guī)格為Ф65mm，長(zhǎng)度240mm。首先，對(duì)鎂合金坯料進(jìn)行均勻化處理，加熱坯料至400℃保溫2h；然后，對(duì)均勻化處理后的鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，其中，擠壓溫度為450℃，模具內(nèi)等通道轉(zhuǎn)角為90°，擠壓路徑為Bc路徑，每1～2道次擠壓后在350℃條件下退火30min，擠壓8道次后，獲得規(guī)格為Ф20mm、長(zhǎng)度為420mm的鎂合金棒材；加熱軋輥至350℃；將鎂合金棒材加熱至450℃保溫30min后，進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程對(duì)軋輥進(jìn)保溫，軋制速度控制在0.35m/s，每道次軋制壓下量為8％～16％，每道次后在400℃條件下退火20min，循環(huán)，經(jīng)過(guò)16道次軋制，最終獲得厚度為1mm、變形量為95％的鎂合金薄板；最后，對(duì)鎂合金薄板進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效工藝為200℃保溫36h，獲得鎂合金薄板成品。根據(jù)GB/T228-2002，對(duì)鎂合金薄板成品進(jìn)行室溫力學(xué)性能測(cè)試，具體結(jié)果見表1。實(shí)施例2選用的鎂合金錠坯規(guī)格為Ф86mm，長(zhǎng)度280mm。首先，對(duì)鎂合金坯料進(jìn)行均勻化處理，加熱坯料至350℃保溫3h；然后，對(duì)均勻化處理后的鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，其中，擠壓溫度為450℃，模具內(nèi)等通道轉(zhuǎn)角為60°，擠壓路徑為A路徑，每1～2道次擠壓后在400℃條件下退火20min，擠壓8道次后，獲得規(guī)格為Ф60mm、長(zhǎng)度為450mm的鎂合金棒材；加熱軋輥至400℃；將鎂合金棒材加熱至400℃保溫40min后，進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程對(duì)軋輥進(jìn)保溫，軋制速度控制在0.3m/s，每道次軋制壓下量為8％～16％，每道次后在370℃條件下退火30min，循環(huán)，經(jīng)過(guò)12道次軋制，最終獲得厚度為6mm、變形量為90％的鎂合金薄板；最后，對(duì)鎂合金薄板進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效工藝為170℃保溫54h，獲得鎂合金薄板成品。根據(jù)GB/T228-2002，對(duì)鎂合金薄板成品進(jìn)行室溫力學(xué)性能測(cè)試，具體結(jié)果見表1。實(shí)施例3選用的鎂合金錠坯規(guī)格為Ф71mm，長(zhǎng)度205mm。首先，對(duì)鎂合金坯料進(jìn)行均勻化處理，加熱坯料至450℃保溫2h；然后，對(duì)均勻化處理后的鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，其中，擠壓溫度為370℃，模具內(nèi)等通道轉(zhuǎn)角為30°，擠壓路徑為BC路徑，每1～2道次擠壓后在400℃條件下退火30min，擠壓8道次后，獲得規(guī)格為Ф40mm、長(zhǎng)度為480mm的鎂合金棒材；加熱軋輥至450℃；將鎂合金棒材加熱至450℃保溫60min后，進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程對(duì)軋輥進(jìn)保溫，軋制速度控制在0.4m/s，每道次軋制壓下量為8％～16％，每道次后在370℃條件下退火40min，循環(huán)，經(jīng)過(guò)12道次軋制，最終獲得厚度為3mm、變形量為92.5％的鎂合金薄板；最后，對(duì)鎂合金薄板進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效工藝為190℃保溫48h，獲得鎂合金薄板成品。根據(jù)GB/T228-2002，對(duì)鎂合金薄板成品進(jìn)行室溫力學(xué)性能測(cè)試，具體結(jié)果見表1。實(shí)施例4選用的鎂合金錠坯規(guī)格為Ф68mm，長(zhǎng)度255mm。首先，對(duì)鎂合金坯料進(jìn)行均勻化處理，加熱坯料至450℃保溫2h；然后，對(duì)均勻化處理后的鎂合金坯料進(jìn)行等通道轉(zhuǎn)角擠壓，其中，擠壓溫度為200℃，模具內(nèi)等通道轉(zhuǎn)角為120°，擠壓路徑為BA路徑，每1～2道次擠壓后在400℃條件下退火40min，擠壓10道次后，獲得直徑為Ф35mm、長(zhǎng)度為430mm的鎂合金棒材；加熱軋輥至150℃；將鎂合金棒材加熱至150℃保溫40min后，進(jìn)行軋制，軋制過(guò)程對(duì)軋輥進(jìn)保溫，軋制速度控制在0.2m/s，每道次軋制壓下量為8％～16％，每道次后在250℃條件下退火60min，循環(huán)，經(jīng)過(guò)12道次軋制，最終獲得厚度為8mm、變形量為77％的鎂合金薄板；最后，對(duì)鎂合金薄板進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效工藝為190℃保溫26h，獲得鎂合金薄板成品。根據(jù)GB/T228-2002，對(duì)鎂合金薄板成品進(jìn)行室溫力學(xué)性能測(cè)試，具體結(jié)果見表1。表1本發(fā)明實(shí)施例的鎂合金薄板成品力學(xué)性能表屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa伸長(zhǎng)率/％實(shí)施例15244763.5實(shí)施例25124663.2實(shí)施例35074623.3實(shí)施例44684214.3當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3