CN104131143B - 一种制备镁合金超薄带材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种制备镁合金超薄带材的方法。先将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在723‑803K保温24小时后进行水淬，对锭坯进行固溶化处理；将固溶处理的铸锭切成所需厚度尺寸，在热加工状态进行多道次轧制，总的变形量需大于60%，然后对热轧板在673‑773K进行30分钟的退火处理。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量大于50%的冷轧，可通过一道或多道次冷轧成不同厚度的超薄带（箔）材。最大压下量可达到95%，轧向延展率可达到1000%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好。剪边后可得到厚度均匀的高质量的镁合金超薄带材。退火后冷轧板晶粒细小均匀，力学性能优异。

Description

一种制备镁合金超薄带材的方法

技术领域

本发明涉及镁合金加工领域，具体地说为一种冷轧制备镁合金超薄带材的方法。

背景技术

随着汽车、航空、航天、电子以及办公***等轻量化以及地球环保问题的需求，变形镁合金的开发和应用越来越受到关注。尽管我国是镁生产和出口大国，但是镁合金板（带）材，特别是某些精密的电子电器领域、大功率镁阳极电池领域以及航空航天领域需要应用到的厚度小于0.5mm的超薄镁合金板（带）材等深加工产品大多依赖进口。而目前国内外生产厚度小于0.5mm的超薄镁合金板（带）材最后的轧制阶段均需热轧制，辅以中间退火。然而，在镁合金薄板生产过程中，1mm以下镁板的轧制最容易出现裂纹，其原因是工业生产常用可逆轧机，随镁板的变薄，镁合金经历了降温轧制过程，终轧时轧辊温度不够。因此，如何实现通过快速冷轧工艺制备镁合金板（带）材，特别是超薄板（带）材，进而大批量连续生产高成形性的超薄板（带）材，是实现将镁合金由初级加工向深加工领域推进关键。

目前，镁及镁合金超薄板（带）一般是通过热轧工艺制备，每道次均需加热保温，即浪费能源，晶粒细化效果有限。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题在于提供一种冷轧制备厚度小于0.5mm的镁合金超薄带材的方法，制备的超薄镁合金板（带）材晶粒细小，组织均匀，缺陷少。

本发明采用如下的技术方案：

一种制备镁合金超薄带材的方法，包括以下步骤：

1）铸锭固溶化处理

将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在723-803K保温24小时，然后进行水淬，对铸锭进行固溶化处理；

2）铸锭热轧开坯

将固溶化处理的铸锭切成厚度大于2.5mm的板材进行热轧变形至厚度为1mm左右，满足热轧总变形量最低为60％，热轧温度设定为677-727K之间；然后热轧板材在673-773K进行30分钟的退火处理；

3）超薄带材冷轧处理

在室温条件下，对步骤2）退火热轧板材进行第一道次变形量为大于50%的轧制，可通过一道或多道次冷轧成厚度为0.05mm-0.5mm的超薄带材，总压下量可达到95%。

进一步地，所述固溶体型镁合金采用纯Mg，Er元素按质量比Mg-4Er进行配制的合金；或采用纯Mg，Zn元素，按质量比Mg-1Zn进行配制的合金；或采用纯Mg，Dy元素，按质量比Mg-6Dy进行配制的合金；或采用纯Mg，Al元素，按质量比Mg-1Al进行配制的合金。

进一步地，步骤2）中，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在10%以下，并辅以中间退火。

进一步地，步骤3）中第一道次变形量满足50%～70%。

本发明具有如下的优点及有益效果：

本采用采用较少的步骤并在室温下实现镁合金超薄带材的制备，由于采用热轧开坯，冷轧超薄处理，节约了能源，冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好。剪边后可得高质量的镁合金超薄带材。退火后冷轧板晶粒细小均匀，力学性能优异。

通过对表面形貌以及厚度的检测，得到的镁合金超薄带材厚度小于0.5mm，该带材晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱。由于晶粒细小因此力学、耐腐蚀以及电化学等性能得到提高。

本发明开发了具有极高室温轧制变形能力的镁合金的材料及其工艺，本工艺研发的为实现镁合金的室温轧制，得到了性能优异的冷轧超薄板（箔）。该冷轧镁合金薄板可加工成多种形式的产品，在汽车、3C产业和航空航天上有广泛的应用。

Mg-Er，Mg-Zn合金价格比较便宜，材料制备工艺简单，合金采用常规的工艺即可实现。产业化投资对于一般工厂可利用现有设备即可，投资低廉。

镁在室温下变形主要依靠基面{0001}滑移及锥面孪生。而经过固溶处理的镁合金在热轧后退火织构弱化，在第一道次大应变速率下，轧制正应力会使1mm厚的热轧薄板内不同的部位均产生大量的{10-11}压缩孪生，大量的{10-11}压缩孪生的产生会改变晶粒取向，使得晶粒有利于产生基面{0001}滑移及锥面孪生，进而实现均匀的塑性变形。

附图说明

图1为本发明实施例1的Mg-4Er合金超薄带材（673K/30min退火）的显微组织；

图2为本发明实施例1固溶化Mg-4Er合金厚度为0.05mm的镁合金超薄带材。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细地说明：

本发明将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在绝对温度723-803K保温24小时，然后进行水淬，对铸锭进行固溶化处理；将固溶化处理的铸锭切成厚度大于2.5mm的板材进行热轧变形至厚度为1mm左右，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在10%一下，并辅以中间退火，满足热轧总变形量最低为60％，热轧温度设定为677-727K之间；然后热轧板材在673-773K进行30分钟的退火处理；在室温条件下，对步骤2）退火热轧板材进行第一道次变形量为50%～70%的轧制，可通过一道或多道次冷轧成厚度为0.05mm-0.5mm的超薄带材，总压下量可达到95%。轧向延展率可达到1000%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材

实施例1

采用纯Mg元素，Er元素，按Mg-4Er(质量比)进行配制合金。将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在773K保温24小时，然后进行水淬，对铸锭进行固溶化处理。将固溶化处理的锭坯切成4mm厚度进行热轧变形，热轧温度绝对温度为667K，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在10%，并辅以中间退火，总变形量达到75％，将板材厚度轧至1mm左右，然后在绝对温度673K进行30分钟的退火处理以提高板材的塑性。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量为50%的冷轧，可通过多道次冷轧成厚度为0.05mm的超薄带（箔）材。总压下量可达到95%，轧向延展率可达到1000%。对得到的镁合金超薄带材进行显微组织观察，如图1所示，结构晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱。

如图2所示，冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

实施例2

采用纯Mg元素，Zn元素，按Mg-1Zn(质量比)进行配制合金。将制备的固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在723K保温24小时，然后进行水淬，对锭坯进行固溶化处理。将固溶化处理的锭坯切成8mm厚度进行热轧变形，热轧温度为800K，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在9%，并辅以中间退火，总变形量达到150％，将板材厚度轧至1mm左右，然后在690K进行30分钟的退火处理以提高板材的塑性。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量60%的冷轧，可通过多道次冷轧成厚度为0.1mm的超薄带（箔）材。最大压下量可达到95%，轧向延展率可达到1000%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

通过对得到的镁合金超薄带材SEM检测，结构晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱。

实施例3

采用纯Mg元素，Dy元素，按Mg-6Dy(质量比)进行配制合金。将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在803K保温24小时，然后进行水淬，对锭坯进行固溶化处理。将固溶化处理的锭坯切成6mm厚度进行热轧变形，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在5%，并辅以中间退火，总变形量达到90％，将板材厚度轧至1mm左右，然后在773K进行30分钟的退火处理以提高板材的塑性。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量70%的冷轧，可通过一道次冷轧成厚度的超薄带（箔）材。总压下量可达到95%，轧向延展率可达到1000%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

通过对得到的镁合金超薄带材SEM检测，结构晶粒细小，组织均匀，缺陷少，基面织构减弱。

实施例4

采用纯Mg元素，Al元素，按Mg-1Al(质量比)进行配制合金。将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在773K保温24小时，然后进行水淬，对铸锭进行固溶化处理。将固溶化处理的锭坯切成4mm厚度进行热轧变形，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在5%，并辅以中间退火，总变形量达到75％以上，将板材厚度轧至1mm左右，然后在673K进行30分钟的退火处理以提高板材的塑性。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量65%的冷轧，可通过一道或多道次冷轧成超薄带（箔）材。总压下量可达到95%，轧向延展率可达到1000%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

实施例5

采用纯Mg元素，Sn元素，按Mg-1Sn(质量比)进行配制合金。将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在763K保温24小时，然后进行水淬，对锭坯进行固溶化处理。将固溶化处理的锭坯切成4mm厚度进行热轧变形，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在10%，并辅以中间退火，总变形量达到75％以上，将板材厚度轧至1mm左右，然后在693K进行30分钟的退火处理以提高板材的塑性。在室温条件下，对退火热轧板材进行第一道次变形量大于50%的冷轧，可通过一道或多道次冷轧成不同厚度的超薄带（箔）材。总压下量可达到90%，轧向延展率可达到900%。冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

冷轧超薄带除了出现由于大压下量引起的边裂外，整体表面完好，剪边后即可得到高质量的镁合金超薄带材。

Claims (3)

1.一种制备镁合金超薄带材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)铸锭固溶化处理

将固溶体型镁合金铸锭在惰性气体保护下在723-803K保温24小时，然后进行水淬，对铸锭进行固溶化处理；

2)铸锭热轧开坯

将固溶化处理的铸锭切成厚度大于2.5mm的板材进行热轧变形至厚度为1mm左右，满足热轧总变形量最低为60％，热轧温度设定为677-727K之间；然后热轧板材在673-773K进行30分钟的退火处理；

3)超薄带材冷轧处理

在室温条件下，对步骤2)退火热轧板材进行第一道次变形量为大于50％的轧制，通过一道或多道次冷轧成厚度为0.05mm-0.5mm的超薄带材，总压下量可达到95％；

所述固溶体型镁合金采用纯Mg,Er元素按质量比Mg-4Er进行配制的合金；或采用纯Mg,Zn元素，按质量比Mg-1Zn进行配制的合金；或采用纯Mg,Dy元素，按质量比Mg-6Dy进行配制的合金；或采用纯Mg,Al元素，按质量比Mg-1Al进行配制的合金。

2.按照权利要求1所述的制备镁合金超薄带材的方法，其特征在于，步骤2)中，热轧进行多道次轧制，每道次变形量控制在10％以下，并辅以中间退火。

3.按照权利要求1所述的制备镁合金超薄带材的方法，其特征在于，步骤3)中第一道次变形量满足50％～70％。