CN108472699A - 镁合金板材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一实施例的镁合金板材的制造方法包括：铸造件制造步骤(S10)，通过铸造熔融金属来制造铸造件，所述熔融金属含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至0.7重量％的Ca及1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成；均质化热处理步骤(S20)，对铸造件进行均质化热处理；以及温轧步骤(S30)，对均质化热处理后的所述铸造件进行温轧。

Description

镁合金板材及其制造方法

技术领域

本发明涉及镁合金板材及其制造方法。

背景技术

当前，限制二氧化碳排放及新再生能源的重要性成为国际社会的热门话题，从而，作为结构材料(structural material)的一种的轻质合金被公认为是非常有吸引力的研究领域。

特别地，与铝及钢铁等其他结构材料相比，镁的密度为1.74g/cm³而属于最轻的金属，并且具有振动吸收能力、电波阻断能力等多种优点，因此相关行业正在积极开展用于应用铝的研究。

关于包含有这样的镁的合金，当前不仅应用于电子设备还主要应用于汽车领域，但是由于耐腐蚀性、难燃性及成型性存在根本性问题而进一步扩大其应用范围受到限制。

尤其与成型性关联地，镁具有密排六方结构(HCP,Hexagonal Closed PackedStructure)而常温中的滑移***不充分，从而加工工序存在很多困难。即，镁的加工工序需要大量的热量，这直接导致工序费用的增加。

另一方面，镁合金中的AZ类合金是包括铝(Al)及锌(Zn)的合金，可确保一定程度的适当的强度及延性等物性的同时还属于廉价的合金，因此属于商用化的镁合金。

但是，提及的所述物性毕竟是仅在镁合金中的适当的程度，与作为竞争材料的铝(Al)相比具有低的强度。

因此，需要改善AZ类镁合金的低的成型性及强度等物性，但实际情况是对这方面的研究还很不足。

发明内容

【要解决的课题】

本发明的目的在于，提供一种改善了强度及成型性的镁合金板材及其制造方法。

【课题解决手段】

本发明的一实施例的镁合金板材含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca及1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成。

Ca可含有0.3至0.8重量％。

镁合金板材可包括20至25重量％的Al、5至10重量％的Ca、0.1至0.5重量％的Mn、0.5至1重量％的Zn及剩余重量％的包括Mg的Al-Ca二次相粒子。

Al-Ca二次相粒子的平均粒径可以是0.01至4μm。

所述镁合金板材的每100μm²的面积，可包括5至15个Al-Ca二次相粒子。

镁合金板材包括晶粒，晶粒的平均粒径可以是5至30μm。

镁合金板材的厚度可以是0.4至3mm。

本发明的一实施例的镁合金板材的制造方法包括：铸造件制造步骤，通过铸造熔融金属来制造铸造件，所述熔融金属含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca及1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成；均质化热处理步骤，对铸造件进行均质化热处理；以及温轧步骤，对均质化热处理后的所述铸造件进行温轧。

在所述铸造件制造步骤中，轧制力可在0.2吨/mm²以上。更具体地，可以在1吨/mm²以上。进而更具体地，可在1至1.5吨/mm²以上。

可对铸造件在350至500℃的温度实施1至28小时的均质化热处理。更具体地，可实施18至28小时的均质化热处理。

可在150至350℃的温度进行温轧。更具体地，可在200至300℃的温度进行温轧。

可执行多次温轧，且每次以10至30％的压下率进行温轧。

在多次温轧之间还包括一次以上的中间退火步骤。

中间退火步骤可以以300至500℃的温度实施。更具体地，可以以450至500℃的温度实施。进而更具体地，可以进行1至10小时。

在温轧步骤之后还包括后热处理步骤。

后热处理步骤可在300至500℃实施1至10小时。

本发明的一实现例的镁合金板材的制造方法可包括：母合金准备步骤，准备母合金，所述母合金相对于整体100wt％包括2.7wt％以上且5wt％以下的Al、0.75wt％以上且1wt％以下的Zn、0.1wt％以上且1wt％以下的Ca、超过0wt％且1wt％以下的Mn及剩余wt％的不可避免的杂质和镁；铸造件制造步骤，通过铸造所述母合金来制造铸造件；均质化热处理步骤，对所述铸造件进行均质化热处理；轧制件制造步骤，通过对均质化热处理后的所述铸造件进行轧制来制造轧制件；后热处理步骤，对所述轧制件进行后热处理；以及镁合金板材制造步骤，对后热处理后的所述轧制件实施表皮光轧来制造镁合金板材。

在所述镁合金板材制造步骤中，可实施一次所述表皮光轧，可在250℃至350℃温度范围实施所述表皮光轧。

通过进行所述镁合金板材制造步骤，所制造的所述镁合金板材是相对于所述轧制件的厚度以2至15％压下率轧制的。进而更具体地，所制造的所述镁合金板材是相对于所述轧制件的厚度以2至6％压下率轧制的。

所述均质步骤可包括：300℃至400℃的温度区间的一次热处理步骤；以及400℃至500℃的温度区间的二次热处理步骤。

300℃至400℃的温度区间的所述一次热处理步骤可实施5小时至20小时。

400℃至500℃的温度区间的所述二次热处理步骤可实施5小时至20小时。

可通过所述轧制件制造步骤，将所述铸造件轧制成0.4至3mm的厚度范围。

可通过所述轧制件制造步骤，将所述铸造件轧制1至15次。

所述轧制件制造步骤，可在150℃至350℃实施。

可通过所述后热处理步骤，将所述轧制件在300℃至550℃温度范围退火1小时至15小时。

所述镁合金板材的极限圆顶高度(LDH)可在7mm以上。进而更具体地，所述镁合金板材的极限圆顶高度(LDH)可在8mm以上。

所述镁合金板材的以(0001)面为基准的最大集合强度可以是1至4。另外，所述镁合金板材的屈服强度可在170至300MPa。

【发明效果】

根据本发明的一实施例，通过除去以往在镁合金板材容易生成的中心偏析，能够提供改善了成型性的镁合金板材。

另外，根据本发明的一实施例，通过使镁合金板材内的集合组织均匀分散，能够提供改善了成型性的镁合金板材。

另外，根据本发明的另一实施例，通过在镁合金板材内形成Al-Ca类二次相粒子，能够提供强度提高的镁合金板材。

本发明的根据一实现例的镁合金板材制造方法，通过控制已商用化的镁合金的制造工序，能够提供强度及成型性优秀的镁合金板材。因此，能够在未来应用于汽车部件或IT移动设备。

附图说明

图1是本发明的一实施例的镁合金板材的制造方法的概略的顺序图。

图2是在实施例1中制造的镁合金板材的扫描电子显微镜(SEM；ScanningElectron Microscope)照片。

图3是在比较例1中制造的镁合金板材的扫描电子显微镜照片。

图4是在实施例1中制造的镁合金板材的次级电子显微镜(Secondary ElectronMicroscopy)照片。

图5是对在实施例1中制造的镁合金板材测量极限圆顶高度(limiting domeheight)得到的结果的照片。

图6是实施例1中制造的镁合金板材的利用X射线衍射(XRD)分析仪分析结晶取向得到的结果。

图7是比较例1中制造的镁合金板材的利用XRD分析仪分析结晶取向得到的结果。

图8是实施例1中制造的镁合金板材的电子背散射衍射(EBSD，ElectronBackscatter Diffraction)照片。

图9是通过EBSD分析表皮光轧工序中的与压下率对应的表面得到的结果。

图10示出了本申请实施例及比较例的(0001)面的集合强度。

具体实施方式

第一、第二及第三等一些用语是为了说明多个部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并不限定于所述用语。这些用语仅为了将某一部分、成分、区域、层或段与其他部分、成分、区域、层或段进行区分而使用。因此，只要不脱离本发明的范围，下面叙述的第一部分、第一成分、第一区域、第一层或第一段可以表示第二部分、第二成分、第二区域、第二层或第二段。

这里使用的专业用语仅用于说明特定实施例，并不限定本发明。这里使用的单数只要在句子中未定义明显相反的意思，则还包括复数。说明书中使用的“包括”的意识使特定特性、区域、定数、步骤、动作、要素及/或成分具体化，并不用于除外其他特性、区域、定数、步骤、动作、要素及/或成分的存在或附加。

在说明某一部分位于另一部分的“上面”或“上方”的情况下，可以直接位于另一部分的“上面”或“上方”，或者在两者之间还可存在其他部分。相反地，在说明某一部分直接位于另一部分的“上面”或“上方”的情况下，在两者之间不存在其他部分。

虽然没有特别定义，但这里使用的包括技术用语及科学用语的所有用语具有，与本发明所属的领域的技术人员通常理解的意思相同的意思。一般，对于事先定义的用语，可追加理解为其具有与关联技术文献和当前公开的内容符合的意识，只要没有定义就不能解释为奇怪或特别原则性的意识。

另外，只要没有特别说明，则％表示重量％(wt％)。

下面，详细说明本发明的实施例，以使本发明所属的领域的技术人员容易实施本发明。但是，本发明能够以多个彼此不同的方式实施，并不限定于这里说明的实施例。

本发明的一实施例的镁合金板材含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca，1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成。

下面，说明本发明的一实施例中的成分含量的数值的限定理由。

首先，铝(Al)提高镁合金板材的机械物性，并改善熔融金属的铸造性。在过多添加Al时，可发生铸造性急剧恶化的问题，在过少添加Al时，可发生镁合金板材的机械物性恶化的问题。因此，可将Al的含量范围调节为前述的范围。

锌(Zn)提高镁合金板材的机械物性。在过多添加Zn时，大量生成表面缺陷及中心偏析，从而可发生铸造性急剧恶化的问题，在过少添加Zn时，可发生镁合金板材的机械物性恶化的问题。因此，可将Zn的含量范围调节为前述的范围。

钙(Ca)对镁合金板材赋予难燃性。在过多添加Ca时，使熔融金属的流动性减少，从而铸造性恶化且生成由Al-Ca类金属间物质组成的中心偏析，由此可发生使镁合金板材的成型性恶化的问题，在过少添加Ca时，可发生不能充分赋予难燃性的问题。因此，可将Ca的含量范围调节为前述的范围。更具体地，Ca可包括有0.3至0.8重量％。

锰(Mn)提高镁合金板材的机械物性。在过多添加Mn时，可发生放热性降低的同时难以控制均匀分布的问题。因此，可将Mn的含量范围调节为前述的范围。

本发明的一实施例的镁合金板材包括20至25重量％的Al、5至10重量％的Ca、0.1至0.5重量％的Mn、0.5至1重量％的Zn及剩余重量％的包括Mg的Al-Ca二次相粒子。通常在镁中添加Al及Ca来进行合金化时，生成由Al-Ca金属间化合物组成的中心偏析，从而使成型性大幅降低。相反地，本发明的一实施例的镁合金板材通过包括Al-Ca二次相粒子，能够提高成型性。Al-Ca二次相粒子的平均粒径可以是0.01至4μm。在前述的范围可进一步提高成型性。另外，所述镁合金板材的每100μm²的面积，可包括5至15个Al-Ca二次相粒子。通过包括前述的范围的个数的Al-Ca二次相粒子，可进一步提高镁合金板材的成型性。为了得到前述的Al-Ca二次相粒子，需要精密地调节Al、Zn、Mn及Ca的组成范围、均质化热处理时的温度和时间条件，温轧时的温度和压下率等。

镁合金板材包括晶粒，晶粒的平均粒径可以是5至30μm。在前述的范围可进一步提高成型性。为了得到前述的大小的粒径，需要精密地调节Al、Zn、Mn及Ca的组成范围、均质化热处理时温度和时间条件、温轧时的温度和压下率等。

另外，本发明的一实施例的镁合金板材的极限圆顶高度(limiting dome height)可在7mm以上。更具体地可在8㎜以上，进而更具体地可在8至10mm。

通常，极限圆顶高度作为评价材料的成型性(尤其是压缩性)的指标来使用，这样的极限圆顶高度增加则表示材料的成型性提高。

所述限定范围是因镁合金板材内晶粒取向分布度的增加而限定的，与通常已知的镁合金板材相比，这是显著地高的极限圆顶高度。

另外，本发明的一实施例的镁合金板材的厚度可以是0.4至3mm。

图1概略地示出本发明的一实施例的镁合金板材的制造方法的顺序图。图1的镁合金板材的制造方法的顺序图仅用于例示本发明，本发明并不限定于此。因此，可对镁合金板材的制造方法进行多种变形。

本发明的一实施例的镁合金板材的制造方法包括：铸造件制造步骤(S10)，通过铸造熔融金属来制造铸造件，所述熔融金属含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca及1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成；均质化热处理步骤(S20)，对铸造件进行均质化热处理；以及温轧步骤(S30)，对均质化热处理后的所述铸造件进行温轧。此外，镁合金板材的制造方法可根据需要还包括其他的一些步骤。

首先，在步骤(S10)中，通过铸造熔融金属来制造铸造件，所述熔融金属含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、Ca：0.1至1重量％及1重量％以下的Mn(0重量％除外)，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成。

对各成分的数值限定理由与前述相同，因此省略反复说明。

此时，所述铸造件制造方法可利用压铸、带钢铸造、小方坯铸造、离心铸造、青铜铸造、砂型铸造、半连续浇铸(Direct chill casting)或组合了它们的方法。更具体地，可利用带钢铸造法。但是，并不限定于此。

更具体地，在所述铸造件制造步骤中，轧制力可在0.2吨/mm²以上。进而更具体地，可在1吨/mm²以上。进而更具体地，可在1至1.5吨/mm²以上。

可利用铸造来制造铸造件。此时，铸造件在凝固的同时受到轧制力，此时，可通过将轧制力调节为所述范围，提高镁合金板材的成型性。在步骤(S20)中，对铸造件继续均质化热处理。此时，作为热处理条件，可在350至500℃的温度热处理1至28小时。更具体地，可进行18至28小时的均质化热处理。在温度过低时，不能正常进行均质化处理，可发生如Mg₁₇Al₁₂的一些β相不固溶于基相的问题。在温度过高时，可因凝结在铸造件内的一些β相熔化而发生火灾或者在镁板材产生空孔。因此，可在前述的温度范围内进行均质化热处理。

在步骤(S30)中，对均质化热处理后的铸造件进行温轧。此时，温轧的温度条件可在150至350℃。在温度过低时，可发生产生多处边缘裂缝的问题。在温度过高时，可导致不适合于量产的问题。因此，可在前述的温度范围内进行温轧。

进行温轧的步骤(S30)可执行多次，可每次以10至30％的压下率进行温轧。通过实施多次温轧，最终能够轧制至0.4mm的薄的厚度为止。

在多次温轧之间还可包括一次以上的中间退火步骤。通过还包括中间退火步骤，可进一步提高镁合金板材的成型性。具体地，中间退火步骤可以以300至500℃的温度实施1至10小时。更具体地，可以用450至500℃的温度实施。在前述的范围可进一步提高镁合金板材的成型性。

在进行温轧的步骤(S30)之后，还可包括后热处理步骤。通过还包括后热处理步骤，可进一步提高镁合金板材的成型性。进行后热处理的步骤可在300至500℃实施1至10小时。在前述的范围可进一步提高镁合金板材的成型性。

本发明的一实现例的镁合金板材的制造方法包括：母合金准备步骤，该母合金相对于整体100wt％，包括2.7wt％以上且5wt％以下的Al、0.75wt％以上且1wt％以下的Zn、0.1wt％以上0.7wt％以下的Ca、超过0wt％且1wt％以下的Mn及剩余wt％的不可避免的杂质和镁；铸造件制造步骤，通过铸造所述母合金来制造铸造件；均质化热处理步骤，对所述铸造件进行均质化热处理；轧制件制造步骤，通过对均质化热处理后的所述铸造件进行轧制来制造轧制件；后热处理步骤，对所述轧制件进行后热处理；以及镁合金板材制造步骤，对后热处理后的所述轧制件实施表皮光轧来制造镁合金板材。

首先，在准备相对于整体100wt％包括2.7wt％以上且5wt％以下的Al、0.75wt％以上且1wt％以下的Zn、0.1wt％以上0.7wt％以下的Ca、超过0wt％且1wt％以下的Mn及剩余wt％的不可避免的杂质和镁的母合金的步骤中，所述母合金可以是已商用化的AZ31合金、AL5083合金或它们的组合。但是，并不限定于此。

接着，可实施通过铸造所述母合金来制造铸造件的步骤。

更具体地，可通过将所述母合金在650至750℃的温度范围溶解来准备熔融金属。此后，可通过铸造所述熔融金属来制造铸造件。此时，所述铸造件的厚度可以是3至7mm。

此时，所述铸造件制造方法可利用压铸、带钢铸造、小方坯铸造、离心铸造、青铜铸造、砂型铸造、半连续浇铸(Direct chill casting)或组合了它们。更具体地，可利用带钢铸造法。但是，并不限定于此。

更具体地，在所述铸造件制造步骤中，轧制力可在0.2吨/mm²以上。进而更具体地，可在1吨/mm²以上。进而更具体地，可在1至1.5吨/mm²以上。

此后，可实施对所述铸造件进行均质化热处理的步骤。

更具体地，所述均质化热处理步骤包括：300℃至400℃的温度区间的一次热处理步骤；以及400℃至500℃的温度区间的二次热处理步骤。进而更具体地，300℃至400℃的温度区间的一次热处理步骤可实施5小时至20小时。另外，400℃至500℃的温度区间的所述二次热处理步骤可实施5小时至20小时。

通过在所述温度范围实施一次热处理步骤，可除去在铸造步骤产生的Mg-Al-Zn三元波异常。在存在所述三元波异常时，可对后续工序带来坏影响。另外，通过在所述温度范围实施二次热处理步骤，可消除钢坯内的应力。进而，可更活跃地引导钢坯内铸造组织的再结晶形成。

接着，可实施通过对均质化热处理后的所述铸造件进行轧制来制造轧制件的步骤。

可通过对所述热处理后的钢坯进行1至15次轧制，可轧制至0.4至3mm厚度范围为止。另外，所述轧制可在150℃至350℃实施。

更具体地，在轧制温度小于150℃时，可在轧制时表面引发裂缝，在超过350℃时，可不适合于实际的量产设备。因此，可在150℃至350℃进行轧制。

接着，可实施对所述轧制件进行中间退火的步骤。在所述轧制步骤进行多次轧制时，在二个轧制生产线之间的区间，可以以300℃至550℃温度范围进行1小时至15小时的热处理。例如，通过在进行二次轧制后进行一次中间退火，可轧制至最终的目标厚度为止。作为另一例子，可通过在进行三次轧制后进行一次退火来轧制至最终目标厚度为止。更具体地，在对轧制后的铸造件在所述温度范围进行退火时，可消除因轧制产生的应力。因此，可进行多次轧制至作为目标的铸造件的厚度为止。

最终，可执行对后热处理后的所述轧制件实施表皮光轧来制造镁合金板材的步骤。更具体地，关于表皮光轧，还称作表皮辊轧或硬化冷轧，可除去在热处理后在冷轧钢板产生的变形纹，是指为提高硬度而利用轻的压力进行的冷轧。

因此，在本发明的一实现例中，可在250℃至350℃温度范围实施一次表皮光轧。进而更具体地，关于实施表皮光轧来制造的所述镁合金板材，可相对于所述轧制件的厚度以2至15％的压下率进行轧制来得到，进而更具体地，可以以2至6％的压下率进行轧制来得到。更具体地，在以所述温度及压力条件进行轧制时，可降低作为弱的基面集合组织的(0001)集合组织的发达，因此可确保成型性。

进而，关于通过进行镁合金板材制造步骤来制造的镁合金板材，可相对于所述轧制后的钢坯厚度以2至15％压下率进行轧制来得到，其中，在所述镁合金板材制造步骤中，对所述退火后的轧制件实施表皮光轧来制造镁合金板材。更具体地，可以以2至6％压下率进行轧制来得到。

在以所述压下率轧制时，可使集合组织强度的变化最小化来提高强度。更具体地，在压下率为2至6％时，可使集合组织强度的变化最少，且可使屈服强度在170至300MPa。另外，极限圆顶高度(LDH)值可以是8至9mm。

但是，在压下率为2至15％时，可使屈服强度在250至280MPa，但集合组织会或多或少发达而可使极限圆顶高度(LDH)值在7至8mm。如图9所示，这是因为以6至15％压下率进行轧制时因双扭或转位而可发生硬化现象。进而更具体地，在压下率为2至15％时，相对于镁合金板材整体100面积％，双晶组织的面积％可在5％以下。进而更具体地，在以6至15％压下率轧制时，相对于镁合金板材整体100面积％，双晶组织的面积可在5％至20％。在所述图9公开的组织照片中，黑色表示双晶组织，如前述那样因双晶和转位而可保持镁合金板材的强度并提高成型性。

因此，在以超过15％的压下率轧制时，因(0001)面的集合组织再次发达而可使成型性降低。这可与因轧制时温度范围低而产生的现象相同。因此，可以以本发明的一实现例的温度范围及压下率条件实施表皮光轧。

另外，关于所述的极限圆顶高度(Limit Dome Height，LDH)，其作为评价板材的成型性尤其冲压性的指标，可对试片施加变形来变形的高度进行测量来测量成型性。

更具体地，本发明的一实现例的极限圆顶高度(LDH)是通过如下处理测量的高度，即：将直径为50mm的试片的外周部以10KN的压力固定之后，利用20mm的直径的球形冲压器以常温以5～10mm/分钟的速度对该试片施加变形，并测量冲压器在盘形试片被破坏为止所移动的距离即试片变形的高度。

以下，说明本发明的优选的实施例及比较例。但是，下述实施例仅是本发明的优选的一实施例，本发明并不限定于下述实施例。

实施例1

通过使如下的熔融金属通过轧制力为1.2吨/mm²的两个冷却辊之间来制造了镁铸造件，其中，所述熔融金属包括3.0重量％的Al、0.8重量％的Zn、0.6重量％的Ca及0.5重量％的Mn，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成。

对镁铸造件在400℃实施24小时的均质化热处理，并在250℃的温度以15％的压下率温轧之后，在450℃实施1小时的中间退火之后，再次在250℃的温度以15％的压下率温轧，由此制造了最终厚度为0.7mm的镁合金板材。

比较例1

除了包括3.0重量％的Al及0.8重量％的Zn的情况不同之外，与实施例1相同地实施处理来制造了镁合金板材。

实验例1：构成镁合金板材的微细组织的观察

在图2及图3分别示出了实施例1及比较例1中制造的镁合金板材的扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Microscope)照片。

可确认如下情况，即：在实施例1(图2)的情况下，在镁合金板材几乎没有生成中心偏析，相反地，在比较例1(图3)的情况下，大量生成了中心偏析。这样的中心偏析是使镁合金板材的成型性显著降低的主要原因。

在图4示出了实施例1中制造的镁合金板材的次级电子显微镜(SecondaryElectron Microscopy)照片。

图4的白点部分是Al-Ca二次相粒子。分析白点部分的结果，其包括65.62重量％的Mg、24.61重量％的Al、8.75重量％的Ca、0.36重量％的Mn及0.66重量％的。

实验例2：镁合金板材的极限圆顶高度的测量

通过如下方式执行了极限圆顶高度的测量，即：将实施例及比较例的各镁合金板材***于上部钢型与下部钢型之间，并将各试片的外周部以5kN的压力进行了固定，润滑油使用了公知的冲压油。并且，使用具有30㎜的直径的球形冲压器以5至10㎜/分钟的速度对试片施加了变形，并将冲压器***至各试片被破坏为止，在发生这样的破坏时测量各试片的变形高度。

图5是在对实施例1中制造的镁合金板材测量极限圆顶高度的结果的照片。

实验例3：晶粒取向分析

对实施例1及比较例1中制造的镁合金板材利用XRD分析仪分别确认晶粒的结晶取向，并分别示于图6及图7。

在实施例1(图6)的情况下，可确认等高线扩散得宽，且板材内晶粒的结晶取向以宽且多样化的方式存在。因此，可确认实施例1的成型性优秀。相反地，在比较例1(图7)的情况下，可确认(0001)peak被挤在一起。

拍摄实施例1的EBSD照片示出于图8。如<b>所示，可知各晶粒的取向偏差(misorientation)值分布均匀，可确认各晶粒具有多样化的结晶取向。

实施例2

准备了包括3％的Al、1％的Zn、1％的Ca及0.3％的Mn且剩余％由镁和不可避免的杂质组成的母合金。

通过铸造所述母合金来制造了铸造件。对所述铸造件在350℃进行了10小时的一次均质化热处理。并对所述一次均质化热处理后的铸造件在450℃进行了10小时的二次均质化热处理。通过对所述均质化热处理后的铸造件进行轧制来制造了轧制件。接着，对所述轧制件在400℃进行了10小时的后热处理。

最后，对所述后热处理后的轧制件实施表皮光轧来制造了镁板材，所述表皮光轧实施温度及压下率如下述的表1。

实验例4：表皮光轧压下率及与温度对应的机械物性比较实验

【表1】

如所述表1所示，对成分及组成同一的镁合金实施表皮光轧的结果，可知以使成型性不发生大的变化得方式提高了屈服强度。更具体地，成型性可通过伸展率及极限圆顶高度的数值来进行比较。

进而，通过使集合强度的变化最小化来确保了成型性，所述集合强度如本申请的图10所示。

图10示出了本申请实施例及比较例的(0001)面的集合强度。

如所述图10所示，在比较例2a及2c的情况下，在集合组织的强度变化大的结果，如所述表1所示，可知屈服强度所增加。但是，可知伸展率急剧降低而成型性或多或少地减少。

因此，如所述表1及本申请的图10所示，可确认本申请能够使集合组织的强度变化最小化并确保成型性。

实施例3

与实施例1相比，仅使下述的表2中所示的条件不同来制造了镁合金板材。其结果，将实施例3中制造的镁合金板材的机械物性示出于下述的表3。

【表2】

【表3】

其结果，在不满足均质化退火时间、轧制温度及中间退火温度条件的比较例3a至3d的情况下，可确认与本申请实施例相比成型性低劣。而且，可知屈服强度也比本申请实施例低劣。在比较例3c的情况下，晶粒大小为40μm的水准而比其他比较例相比成型性相对优秀，但其水准不及本申请实施例。

本发明并不限定于这些实施例，能够以多种方式制造，本发明所述领域的技术人员应理解能够不变更本发明的技术思想或必须特征而以其他具体的方式实施本发明。因此，应理解上面说明的这些实施例在所有方面都是用于例示的，而并非用于限定。

Claims (33)

1.一种镁合金板材，其特征在于，

含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca及1重量％以下且大于0重量％的Mn，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成，

相对于所述镁合金板材100面积％，双晶组织的面积％在5％以下。

2.如权利要求1所述的镁合金板材，其特征在于，

所述Ca含有0.3至0.8重量％。

3.如权利要求1所述的镁合金板材，其特征在于，

所述镁合金板材包括20至25重量％的Al、5至10重量％的Ca、0.1至0.5重量％的Mn、0.5至1重量％的Zn及剩余重量％的包括Mg的Al-Ca二次相粒子。

4.如权利要求3所述的镁合金板材，其特征在于，

所述Al-Ca二次相粒子的平均粒径为0.01至4μm。

5.如权利要求3所述的镁合金板材，其特征在于，

所述镁合金板材的每100μm²的面积包括5至15个所述Al-Ca二次相粒子。

6.如权利要求1所述的镁合金板材，其特征在于，

所述镁合金板材包括晶粒，所述晶粒的平均粒径为5至30μm。

7.如权利要求1所述的镁合金板材，其特征在于，

所述镁合金板材的厚度为0.4至2mm。

8.一种镁合金板材的制造方法，其特征在于，

包括：

铸造件制造步骤，通过铸造熔融金属来制造铸造件，所述熔融金属含有2.7至5重量％的Al、0.75至1重量％的Zn、0.1至1重量％的Ca及1重量％以下且大于0重量％的Mn，且剩余重量％由Mg及不可避免的杂质组成；

均质化热处理步骤，对所述铸造件进行均质化热处理；以及

温轧步骤，对均质化热处理后的所述铸造件进行温轧。

9.如权利要求8所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

在所述铸造件制造步骤中，轧制力在0.2吨/mm²以上。

10.如权利要求8所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

对所述铸造件在350至500℃的温度实施1至28小时的均质化热处理。

11.如权利要求8所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

在150至350℃的温度进行温轧。

12.如权利要求8所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

执行多次温轧，每次以10至30％的压下率进行温轧。

13.如权利要求12所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

在多次温轧之间还包括一次以上的中间退火步骤。

14.如权利要求13所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述中间退火步骤以300至500℃的温度实施1至10小时。

15.如权利要求8所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述温轧步骤之后还包括后热处理步骤。

16.如权利要求15所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述后热处理步骤在300至500℃实施1至10小时。

17.一种镁合金板材的制造方法，其特征在于，

母合金准备步骤，准备母合金，所述母合金相对于整体100重量％包括2.7重量％以上且5重量％以下的Al、0.75重量％以上且1重量％以下的Zn、0.1重量％以上且1重量％以下的Ca、超过0重量％且1重量％以下的Mn及剩余重量％的不可避免的杂质和镁；

铸造件制造步骤，通过铸造所述母合金来制造铸造件；

均质化热处理步骤，对所述铸造件进行均质化热处理；

轧制件制造步骤，对均质化热处理后的所述铸造件进行温轧来制造轧制件；

后热处理步骤，对所述轧制件进行后热处理；以及

镁合金板材制造步骤，对后热处理后的所述轧制件实施表皮光轧来制造镁合金板材。

18.如权利要求17所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

在所述镁合金板材制造步骤中，实施一次所述表皮光轧。

19.如权利要求18所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

在所述镁合金板材制造步骤中，在250℃至350℃温度范围实施所述表皮光轧。

20.如权利要求19所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过进行所述镁合金板材制造步骤，所制造的所述镁合金板材是相对于所述轧制件的厚度以2至15％压下率轧制得到的。

21.如权利要求20所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过进行所述镁合金板材制造步骤，所制造的所述镁合金板材是相对于所述轧制件的厚度以2至6％压下率轧制得到的。

22.如权利要求17所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述均质化热处理步骤包括：

300℃至400℃的温度区间的一次热处理步骤；以及

400℃至500℃的温度区间的二次热处理步骤。

23.如权利要求22所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

300℃至400℃的温度区间的所述一次热处理步骤实施5小时至20小时。

24.如权利要求23所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，400℃至500℃的温度区间的所述二次热处理步骤实施5小时至20小时。

25.如权利要求17所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过所述轧制件制造步骤，将所述铸造件轧制成0.4至3mm的厚度范围。

26.如权利要求25所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过所述轧制件制造步骤，将所述铸造件轧制1至15次。

27.如权利要求26所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述轧制件制造步骤在150℃至350℃实施。

28.如权利要求17所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过所述后热处理步骤，将所述轧制件在300℃至550℃温度范围退火。

29.如权利要求28所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

通过所述后热处理步骤，将所述轧制件退火1小时至15小时。

30.如权利要求17至29中任一项所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述镁合金板材的极限圆顶高度为7mm以上。

31.如权利要求17至29中任一项所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述镁合金板材的极限圆顶高度为8mm以上。

32.如权利要求17至29中任一项所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述镁合金板材的以(0001)面为基准的最大集合强度为1至4。

33.如权利要求17至29中任一项所述的镁合金板材的制造方法，其特征在于，

所述镁合金板材的屈服强度为170至300MPa。