專(zhuān)利名稱(chēng)：鋁板包套的鎂合金的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于板材加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代汽車(chē)、航空航天等制造行業(yè)的發(fā)展，鎂合金以其優(yōu)異的性能而受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。在實(shí)用材料中，鎂合金的密度最低(約I. 74g / cm3)，比強(qiáng)度和比剛度很高，而且阻尼性好、切削加工性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，在汽車(chē)、航天器上應(yīng)用可有效降低產(chǎn)品整體質(zhì)量，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?
常用的鎂合金生產(chǎn)技術(shù)有壓鑄、軋制、擠壓、鍛造以及板料沖壓成形等。然而由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，只有3個(gè)可動(dòng)滑移系和2個(gè)獨(dú)立的滑移系，因此室溫延展性差，只有在200 250°C以上才具有良好的成型性，熱變形的鎂合金部件表面質(zhì)量差和低溫成型能力差都成為制約鎂合金廣泛應(yīng)用的主要因素。軋制作為鎂合金的重要加工變形方式受到了廣泛的關(guān)注，由于鎂合金的室溫變形能力差，因此常用的軋制工藝為溫軋和熱軋。但在軋制過(guò)程中鎂合金板材的溫降嚴(yán)重，因此成型后的板材容易出現(xiàn)裂紋等變形缺陷，而且表面粗糙，氧化嚴(yán)重；同時(shí)，由于溫度的降低，使鎂合金板材的基面織構(gòu)強(qiáng)度增加，存在嚴(yán)重的各向異性，從而材料的塑性降低，不利于后續(xù)加工。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，張丁非等在“AZ31鎂合金軋制工藝的研究，材料工程，2011，(11) :68-72”公開(kāi)文獻(xiàn)中記載:AZ31鎂合金在大變形量下軋制易產(chǎn)生裂紋，裂紋的產(chǎn)生可能是由于隨著累積變形量增加，內(nèi)應(yīng)力激增，在難變形的硬取向晶粒區(qū)或第二相處產(chǎn)生應(yīng)力集中，萌生裂紋?！倍鴱埧〖t等在“包套軋制制備TiAl基合金板材，中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，2001，11 (6):1055-1058”文獻(xiàn)中報(bào)道包套軋制降低了 TiAl基合金變形過(guò)程中的局部流變系數(shù)，抑制了微裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，從而提高了 TiAl基合金的可加工性能。由此可見(jiàn)，在傳統(tǒng)軋制過(guò)程中鎂合金板材溫降嚴(yán)重，使得實(shí)際加工溫度遠(yuǎn)低于預(yù)熱溫度，導(dǎo)致鎂合金的基面織構(gòu)強(qiáng)化，大大降低了鎂合金進(jìn)一步變形的能力，而且由于低溫也會(huì)導(dǎo)致板材表面質(zhì)量和成型性差。然而采用包套軋制可克服在軋制過(guò)程中溫降嚴(yán)重的缺點(diǎn)，弱化了板材的基面織構(gòu)，改善了板材的成型性，因此包套軋制是行之有效的改善板材成型性的工藝。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，為了提高鎂合金的表面質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)主要是針對(duì)設(shè)計(jì)了一種鎂鋁復(fù)合板材，公開(kāi)號(hào)為CN101049745A的中國(guó)專(zhuān)利《一種鎂基包覆鋁材復(fù)合鎂板帶材及其復(fù)合方法》，記載了一種采用熱軋方法在中溫塑性變形條件下將鎂板材料和鋁材焊合成為一種復(fù)合鎂板材，提高了板材的冷變形能力以及表面鋁板具有保護(hù)鎂板的作用，耐蝕性得到提高。同時(shí)，公開(kāi)號(hào)為CN102350492A的中國(guó)專(zhuān)利《一種鑄造包鋁鎂合金復(fù)合鑄錠的制備方法》，所制備的包鋁鎂合金復(fù)合鑄錠可形成多重復(fù)雜的冶金結(jié)合界面結(jié)構(gòu)，為后續(xù)包鋁鎂合金復(fù)合板提供了高質(zhì)量的錠坯。然而，現(xiàn)有技術(shù)都是針對(duì)改善鎂合金的表面質(zhì)量，制備復(fù)合板材，并沒(méi)有克服加工過(guò)程中板材的溫降，對(duì)鎂合金的強(qiáng)基面織構(gòu)無(wú)弱化作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法。本發(fā)明克服了鎂合金在軋制過(guò)程中溫度的降低，使得鎂合金的基面織構(gòu)得到弱化，同時(shí)由于溫降而導(dǎo)致的表面質(zhì)量差等缺點(diǎn)。本發(fā)明的方法是針對(duì)常規(guī)軋制過(guò)程中鎂合金板材溫降嚴(yán)重、成型性差的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明涉及一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法，采用常規(guī)軋制方法進(jìn)行軋制，其特征在于，在軋制之前先進(jìn)行包括如下步驟的處理步驟一，將鋁底板設(shè)置合適形狀的凹槽；步驟二，將鎂合金置于凹槽中，取鋁面板覆蓋于鎂合金表面上；步驟三，將鋁底板與鋁面板采用焊接工藝焊合，得到鋁板包套的合金板，并設(shè)置坡□。優(yōu)選地，所述鋁板的牌號(hào)為6063系鋁合金或純鋁。優(yōu)選地，所述6063系鋁合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為SiO. 20 0.6%，Cu ^ O. 10%,·
MgO. 45 O. 9%,Zn ^ O. 10%,Mn ^ O. 10%,Ti ( O. 10%,Cr ^ O. 10%,Fe ( O. 350%,余量為鋁。優(yōu)選地，所述鎂合金的牌號(hào)為AZ31、ZE20或GWK系列的鎂合金。優(yōu)選地，所述AZ31鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A13-3. 2%，ZnO. 8%，MnO. 4%，余量為Mg。優(yōu)選地，所述ZE20鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ζη2· 0%，CeO. 5%，余量為Mg。優(yōu)選地，所述GWK系列鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Gd6 10%，Yl 3%，余量為Mg。優(yōu)選地，所述焊接工藝為激光焊接。優(yōu)選地，所述鋁板包套的合金板在軋制前先加熱到300 550 °C，保溫30 60min ;軋棍的預(yù)熱溫度為200°C,軋制速度10mm/s。優(yōu)選地，所述軋制方法為兩步連軋，即連續(xù)軋制兩道次之后放入爐中退火，每道次的變形量為20%，中間退火時(shí)間為lOmin。本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明的方法可防止軋制過(guò)程中鎂合金板材溫度的降低，使得基面織構(gòu)得到弱化，同時(shí)減少鎂合金在軋制過(guò)程中由于低溫而導(dǎo)致的邊裂，提高了其變形能力，節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。


圖I為本發(fā)明方法中鋁板包套的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2為鋁板包套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為未采用鋁板包套的鎂合金板材軋后的效果圖；圖4為采用本發(fā)明的方法軋制的鎂合金板材的效果圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例I本實(shí)施例涉及一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法，包括如下步驟取鋁面板1，鎂合金2，以及設(shè)置有與鎂合金2的形狀配合的凹槽3的鋁底板4 ；其中鋁板的牌號(hào)為6063系鋁合金；所述6063系鋁合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為SiO. 20 O. 6%, Cu ( O. 10%, MgO. 45 O. 9%, Zn ( O. 10%, Mn ( O. 10%, Ti ( O. 10%,Cr ( O. 10%, Fe ( O. 350%，余量為鋁。將鎂合金2置于凹槽中3，取鋁面板I覆蓋于鎂合金2的表面上；所述鎂合金2的尺寸為150 X 70 X IOmm (長(zhǎng)X寬X厚)；所述鎂合金的牌號(hào)ZE20，所述ZE20鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Zn2. 0%，CeO. 5%，余量為Mg ；將鋁底板4與鋁面板I采用焊接工藝進(jìn)行焊接，并設(shè)置坡口 ；采用鋁板包套后合金板材的尺寸為250X90X20mm (長(zhǎng)X寬X厚)；之后進(jìn)行軋制。圖I為鋁板包套的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2為鋁板包套的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施效果軋制之前，板材的預(yù)熱溫度為550°C，預(yù)熱時(shí)間為60min，同時(shí)將軋輥的溫度升高到200°C并保溫，軋制速度為10mm/s ；ZE20鎂合金板材采用兩步連軋的工藝，也即連續(xù)軋制兩道次之后放入爐中退火，每道次的變形量為20%,終軋板厚度為Imm,中間退火時(shí)間為IOmin ；軋制過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)未采用鋁板包套的ZE20合金由于溫度的降低發(fā)生明顯的邊裂，而且表面氧化嚴(yán)重，變形不均勻，如圖3所示；而采用鋁包套的ZE20合金表面無(wú)裂紋且質(zhì)量良好，見(jiàn)圖4。實(shí)驗(yàn)測(cè)得采用鋁板包套后ZE20鎂合金板材的延伸率提高5%以上，塑性更好，而且基面織構(gòu)明顯弱化。實(shí)施例2本實(shí)施例的實(shí)施方法同實(shí)施例，所不同之處在于，所述鎂合金的牌號(hào)為AZ31 ;所述AZ31鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A1 3-3. 2%, Zn O. 8%,Mn O. 4%，余量為Mg ;其中鋁板為純鋁；所述鎂合金的尺寸為150 X 70 X IOmm (長(zhǎng)X寬X厚)；實(shí)施效果在300°C下采取鋁板包套軋制AZ31鎂合金板材，加工后板材的尺寸為250 X 90 X 20mm (長(zhǎng) X 寬 X 厚)。鎂合金板材預(yù)熱溫度為350°C，時(shí)間為30min ;將軋輥加熱到200°C并保溫；軋制速度為lOmm/s，采用兩步連軋的工藝，即連續(xù)軋制兩道次之后放入爐中退火，每道次變形量為15%，中間退火時(shí)間為lOmin，終軋板厚度為2mm。軋制后，鎂合金板材基面織構(gòu)明顯弱化，表面成型質(zhì)量良好，板材表面無(wú)裂紋，也未被氧化。實(shí)施例3本實(shí)施例的實(shí)施方法同實(shí)施例1，所不同之處在于，所述鎂合金的牌號(hào)GWK，所述GffK系列鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Gd 6 10%，Y I 3%，余量為Mg。所述鎂合金的尺寸為150 X 70 X IOmm (長(zhǎng)X寬X厚)；所述鋁板包套后合金板材總的尺寸為250 X 90 X 20mm (長(zhǎng)X寬X厚)；實(shí)施效果在400°C下軋制，軋制之前，合金板材的預(yù)熱溫度為400°C，預(yù)熱時(shí)間為50min，在軋制過(guò)程中將軋輥的溫度升高到200°C并保溫，軋制速度為lOmm/s ；采用兩步連軋的工藝，也即連續(xù)軋制兩道次之后放入爐中退火，每道次的變形量為20%，中間退火時(shí)間為IOmin ；軋后，觀察復(fù)合材料表面成型狀況，發(fā)現(xiàn)采用鋁板包套的GW103K合金成型質(zhì)量好，表面無(wú)裂紋，未被氧化，變形比較均勻，而未采用鋁板包套的GW103K合金板材表面已出現(xiàn)邊裂而且氧化嚴(yán)重，與ZE20合金類(lèi)似，板材變形不均勻，邊緣的變形量比中間變形量大。通過(guò)對(duì)兩種不同條件下的板材進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用鋁板包套的GW103合金板材延伸率提高5%以上，塑性更好。采用EBSD測(cè)試發(fā)現(xiàn)鋁板包套的合金板材基面織構(gòu)明顯弱化。綜上所述，本發(fā)明的方法可防止軋制過(guò)程中鎂合金板材溫度的降低，使得基面織構(gòu)得到弱化，同時(shí)減少鎂合金在軋制過(guò)程中由于低溫而導(dǎo)致的邊裂，提高了其變形能力，節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。
權(quán)利要求
1.一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法，采用常規(guī)軋制方法進(jìn)行軋制，其特征在于，在軋制之前先進(jìn)行包括如下步驟的處理 步驟一，將鋁底板設(shè)置合適形狀的凹槽； 步驟二，將鎂合金置于凹槽中，取鋁面板覆蓋于鎂合金表面上； 步驟三，將鋁底板與鋁面板采用焊接工藝焊合，得到鋁板包套的合金板，并設(shè)置坡口。
2.如權(quán)利要求I所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述鋁板的牌號(hào)為6063系招合金或純招。
3.如權(quán)利要求2所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述6063系鋁合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為SiO. 20 O. 6%,Cu ( O. 10%,MgO. 45 O. 9%,Zn ( O. 10%,Mn ( O. 10%,Ti ( O. 10%,Cr ( O. 10%,Fe ( O. 350%, 余量為招。
4.如權(quán)利要求I所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述鎂合金的牌號(hào)為AZ31、ZE20或GWK系列的鎂合金。
5.如權(quán)利要求4所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述AZ31鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A13-3. 2%，ZnO. 8%，MnO. 4%，余量為Mg。
6.如權(quán)利要求4所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述ZE20鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Zn2. 0%，CeO. 5%，余量為Mg。
7.如權(quán)利要求4所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述GWK系列鎂合金的組分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=Gd 6 10%，Y I 3%，余量為Mg。
8.如權(quán)利要求I所述的所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述焊接工藝為激光焊接。
9.如權(quán)利要求I所述的所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述鋁板包套的合金板在軋制前先加熱到300 550°C，保溫30 60min ;軋輥的預(yù)熱溫度為200°C，軋制速度10mm/s。
10.如權(quán)利要求I所述的所述的鋁板包套的鎂合金的軋制方法，其特征在于，所述軋制方法為兩步連軋，即連續(xù)軋制兩道次之后放入爐中退火，每道次的變形量為20%，中間退火時(shí)間為IOmin。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁板包套的鎂合金的軋制方法，是針對(duì)常規(guī)軋制過(guò)程中鎂合金板材溫降嚴(yán)重、成型性差的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)，在軋制之前對(duì)鎂合金板材進(jìn)行包括如下步驟的預(yù)處理步驟一，將鋁底板設(shè)置合適形狀的凹槽；步驟二，將鎂合金置于凹槽中，取鋁面板覆蓋于鎂合金表面上；步驟三，將鋁底板與鋁面板采用焊接工藝焊合，并設(shè)置坡口。本發(fā)明的方法可防止軋制過(guò)程中鎂合金板材溫度的降低，使得板材基面織構(gòu)明顯弱化，同時(shí)減少鎂合金在軋制過(guò)程中由于低溫而引起的邊裂，提高了其變形能力，節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。
文檔編號(hào)C22F1/06GK102909217SQ20121030626
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者靳麗, 吳婷, 董杰, 章楨彥 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)