CN111530930A - 一种镁铝层合板的热轧制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种镁铝层合板的热轧制备方法，属于金属复合板制备技术领域，特征在于实施步骤如下：S1、将镁、铝板放入加热炉内进行退火后再对其结合面进行表面处理；S2、将镁、铝板叠合一起，并用铝铆钉紧固；S3、将叠合后的镁、铝板置于电磁加热板上，以镁板为加热面，加热至400℃～450℃并保温20min～60min后取出，送入轧机进行异步粗轧；S4、将粗轧板放入加热炉内加热至370℃～400℃，保温10min～30min后，立即送入轧机进行两道次异步精轧，道次间设置回炉保温；S5、对板材进行退火处理，取出空冷。其优点在于：将异温加热与异步轧制相结合，调节镁、铝合金的塑性，并通过异步轧制的“搓轧”效果，提高板材的轧制力与协调变形能力。

Description

一种镁铝层合板的热轧制备方法
技术领域：
本发明属于金属复合板制备技术领域，具体涉及一种镁铝层合板的热轧制备方法。
背景技术：
镁铝层合板是一种具有优良力学性能的金属复合材料，由于组元材料的熔点较低，易于回收和重复使用，能很好满足节能减排和可持续发展的需求，因此未来应用潜力极大。铝合金质地较软、耐蚀性良好，并且与镁合金互溶度极高，可作为增强覆层来改善镁合金耐蚀性差、塑性差的应用短板。
根据近年来的研究发现，镁铝层合板的轧制复合存在以下技术难点：1、镁合金的加工塑性受温度影响较大，在轧制温度不足时极易产生边裂和内部微裂纹。在热轧复合过程中，通过合理的提高轧制温度，镁合金的塑性得到增强，可以制得板型良好且结合强度较高的层合板，而在轧制温度提高后，镁合金的氧化难以控制。在传统轧制方法中，为防止高温氧化,通常将镁、铝板固定组坯后送入加热炉内，在惰性气体保护下加热至相同温度，而铝合金在适合镁合金加工变形的温度下进行轧制时延展性较高，在轧制道次中的减薄量高于镁合金，易产生堆积现象，并且在终轧时易产生表面损伤，影响材料的后续成形及加工利用率；2、在相同轧制力下，由于铝合金质地较软，在前期轧制中的减薄量较大；镁合金在前期轧制中受力变形程度较小，但经过前期的热力耦合作用后发生非基面滑移系的激活与织构的转化，塑性加工能力提高，成为轧制后期中板厚的主要减薄量来源。在层合板中，因镁、铝层的金属流动变形能力的差异，会在复合过程中出现受力变形不均，导致结合界面平直度差，进而影响板材的后续加工性能，造成层合板的板型控制难题。
发明内容：
本发明目的是提供一种镁铝层合板的热轧制备方法，可有效地克服现有技术存在的缺点。
本发明是这样实现的，其特征在于实施步骤如下：
一、将镁板、铝板放入加热炉内进行去应力退火处理；
即将镁板在300℃下保温0.5h，将铝板在350℃下保温1h；
二、对上述退火后的镁板和铝板进行表面处理；
即分别对镁板和铝板在沿轧制宽度方向上进行打磨，增大摩擦力，形成高温时易发生粘合的“砂面”效果，再用无水乙醇清洗油污，并用超声波清洗机洗去表面金属粉末；
三、将上述镁、铝板叠合组坯；
即将镁板与铝板叠合在一起，铝板在上，镁板在下，在其前段面上，以“门”字形钻取n个小孔，n≥4，并用铝铆钉通过小孔将镁、铝板固定，组成“镁铝双层板”；
四、将上述镁铝双层板置于电磁加热板上加热，镁板面在下作为加热面，在惰性气氛下加热至400℃～450℃，并保温20min～60min后取出，送入轧机进行异步粗轧，压下率在10%～30%范围内，异速比与轧制速度不能设置太大；
五、将上述粗轧后的铝镁板放入加热炉内，在惰性气氛下加热后立即送入轧机进行两道次异步精轧，道次间设置回炉保温，轧制温度范围为370℃～400℃，保温时间为10min～30min，轧制压下率为20%～30%；应注意的是轧机异速比与轧制速度不能设置太大；
六、对轧制后的镁铝复合板坯进行退火处理，温度设置为250℃～350℃，时长设置为0.5h～1.5h，取出空冷至室温。
本发明的有益效果在于：
与常规轧制相比，本发明通过异温加热与异步轧制相结合的方法，提高了双金属复合的变形协调性。在镁铝层合板的制备过程中，将镁铝双层板组坯板置于电磁加热板上，在惰性气氛中仅对镁板进行加热，通过板间的接触传热形成温度梯度，对镁、铝合金初期的塑性变形能力进行调节，并通过异步轧制的“搓轧”效果，提高板材的轧制变形压力与协调变形能力。在随后的精轧过程中，镁合金在初期的热力耦合作用下，塑性变形能力得到了提升，通过两道次低压下率的异步轧制，即可得到性能优良的层合板。该方法对于改善板材复合界面平直度、提升层合板的变形协调性与界面结合能力，以及板型的控制都有很好的效果。
附图说明：
图1为镁、铝板组坯方式示意图。
图2为电磁加热板示意图。
图3为异步轧制示意图。
图中：1-铝板，2-镁板，3-镁、铝板叠合组坯，3’-铝铆钉，4-金属罩，5-通气阀，6-电磁加热板，7-送料夹具，8-轧机
具体实施方式：
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实例中选取100×80×3mm的1060纯铝板和100×80×4mm的AZ31镁合金板作为组元材料，具体实施步骤如下：
1、先对镁板、铝板进行去应力退火处理：镁板退火温度300℃，保温时间0.5h，铝板退火温度350℃，保温时间1h；
2、对上述退火后的镁、铝板进行表面处理：先分别用400目、800目、1200目的砂纸沿轧制宽度方向对板材叠合面进行打磨，并用无水乙醇洗去油污，再用超声波清洗机清除金属碎屑；
3、将上述镁、铝板叠放组坯后，在板面上前段以“门”字形打5个小孔，（如图1所示）并用铝铆钉3’铆合紧固，形成镁铝双层板3；
4、如图2、3所示，将上述镁铝双层板3置于电磁加热板6上加热，盖上金属罩4后通过通气阀5通入惰性气体，防止镁合金的高温氧化，待加热温度达到400℃后保温0.5h，然后立即送入轧机进行异步粗轧，轧制压下率为30%，异速比为1.2，轧制速度15rpm；
5、将上述粗轧后的铝镁板放入加热炉内，在惰性气氛下加热后立即送入轧机进行两道次异步精轧，道次间设置回炉保温，轧制温度为380℃，第一道次保温15min，压下率25%，第二道次保温15min，压下率20%，轧机异速比设为1.1，轧制速度设为12rpm。
6、对复合板坯进行退火处理，温度设置为300℃，时长为0.5h，取出后空冷至室温即得镁铝层合板。

Claims (1)

1.一种镁铝层合板的热轧制备方法， 其特征在于实施步骤如下：
一、将镁板（2）和铝板（1）放入加热炉内进行去除应力退火处理；
即将镁板（2）在300℃下保温0.5h，将铝板（1）在350℃下保温1h；
二、对上述退火后的镁板（2）和铝板（1）进行表面处理；
即分别对镁板（2）和铝板（1）在沿轧制宽度方向上进行打磨，增大摩擦力，形成高温时易发生粘合的“砂面”效果，再用无水乙醇清洗油污，并用超声波清洗机洗去表面金属粉末；
三、将上述镁、铝板叠合组坯；
即将镁板（2）与铝板（1）叠合在一起，铝板（1）在上，镁板（2）在下，在其前段面上，以“门”字形钻取n个小孔，n≥4，并用铝铆钉（3’）通过小孔将镁、铝板固定，构成“镁铝双层板（3）”；
四、将上述双层板置于配有金属罩和通气阀的电磁加热炉（6）上，镁板（2）在下作为加热面，在惰性气氛下加热至400℃～450℃并保温20min～60min后取出，送入轧机（8）进行异步粗轧，压下率在10%～30%范围内，异速比与轧制速度不能设置太大；
五、将上述粗轧后的铝镁板放入加热炉内，在惰性气氛下加热后立即送入轧机进行两道次异步精轧，道次间设置回炉保温，轧制温度范围为370℃～400℃，保温时间为10min～30min，轧制压下率为20%～30%，轧机异速比与轧制速度不能设置太大；
六、对轧制后的铝镁复合板坯进行退火处理，温度设置为250℃～350℃，时长设置为0.5h～1.5h，取出空冷至室温。
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