專利名稱：一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法
技術領域：
本發明公開了一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，特指利用波紋軋輥使鎂合金板帶產生反復波浪彎曲變形，導致基面織構弱化。屬于鎂合金加工技術領域。
背景技術：
鎂合金作為最輕的商用金屬結構材料，具有比強度高、電磁屏蔽優良和零件尺寸穩定等特性，在汽車、航空航天、電子和民用產品等領域得到廣泛應用。但是，鎂合金鑄錠在開坯軋制成板材后通常會形成很強的晶粒基面平行于板面的基面織構，其難以通過普通的變形或退火工藝來減輕或消除，常規動態再結晶也僅使晶粒取向發生偏轉而并未明顯弱化織構，這種織構嚴重制約了鎂合金板帶的二次成形能力，限制了鎂合金板帶的應用范圍。因此，為適應現代航空和汽車等領域的輕量化要求，提出一種弱化鎂合金板帶基面織構，改善其延性的加工方法是極為必要的。目前國內外已有多種調控鎂合金板帶織構的工藝，如異步軋制、等徑角軋制、交叉軋制和單向反復彎曲變形等，但這些方法僅使基面織構發生偏轉，并未使其強度顯著下降； 而且，軋制工藝比較復雜，不適于大規模生產；單向反復彎曲變形有可能使基面織構向軋制方向傾轉，形成新的較強織構。

發明內容
本發明的目的在于克服現有鎂合金板帶因具有較強基面織構而延性較差的問題， 提供一種工藝設計合理、操作簡單、利用波紋軋輥對鎂合金板帶反復波浪彎曲及再結晶退火的弱化鎂合金板帶基面織構的方法，實現提高鎂合金板帶延性的目的。本發明一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，采用下述技術方案實現將均勻化處理后的鎂合金板帶加熱至300 550°C，置于波紋軋輥之間，進行多道次交替軋制后，將鎂合金板帶矯直，水淬，每道次后將鎂合金板帶加熱至300 550°C，保溫10 30分鐘；或將鎂合金板帶加熱至150 300°C，置于波紋軋輥之間，進行多道次單向或交替軋制后，將鎂合金板帶矯直，進行靜態再結晶退火，每道次后將鎂合金板帶加熱至 150 300°C，保溫10 30分鐘；即獲得弱基面織構鎂合金板帶。本發明一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法中，所述多道次交替軋制是指對鎂合金板帶進行相鄰兩道次之間軋痕相互垂直的軋制。本發明一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法中，所述矯直在平直軋輥間進行。本發明一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法中，所述波紋軋輥的波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R=I 2，與被軋制鎂合金板帶厚度D的比值為H D=I 2.5;相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R =2 6。本發明利用波紋軋輥對鎂合金板帶進行反復波浪彎曲，使板帶內部原始織構弱化，從而提高板帶延性，改善后續加工性能，其機理及優點簡述如下
鎂合金板帶在300°C以上反復波浪彎曲時，隨道次增加，垂直于板帶法向的每一平面均承受了沿不同方向的剪應變，并誘發動態再結晶，導致內部晶粒取向分布隨機化，基面織構強度降低；而在300°C以下時，孿生為主要變形機制之一，板帶內部尤其是反復波浪彎曲變形最劇烈處，產生大量孿晶迫使晶粒取向偏轉，初始織構弱化。該方法在弱化鎂合金板帶基面織構的同時，還具有細化內部晶粒的優勢板帶在 300°C以上變形時，發生動態再結晶，原始粗大晶粒得到明顯細化；在300°C以下變形時，孿晶相交截，分割細化原始晶粒，靜態再結晶退火后可進一步細化晶粒。該方法在板帶的反復彎曲變形過程中，板厚基本保持不變。本發明工藝設計合理、操作簡單、設備容易制造，操作過程容易實現，克服了鎂合金常規塑性變形及退火下織構難以弱化的不足，效率高，適于大規模工業化生產。


附圖1 (a)為本發明實施例1，2，4和5中AZ31鎂合金板材的初始光學組織；附圖1 (b)為本發明實施例1中AZ31鎂合金板材交替軋制4個道次后的光學組織；附圖2(a)為本發明實施例1，2，4和5中AZ31鎂合金板材的初始(0001)極圖；附圖2(b)為本發明實施例1中AZ31鎂合金板材交替軋制4個道次后的(0001) 極圖；附圖3為本發明實施例2中AZ31鎂合金板材交替軋制6個道次后的光學組織；附圖4為本發明實施例2中AZ31鎂合金板材交替軋制6個道次后的(0001)極圖；附圖5 (a)為本發明實施例3和6中純鎂板材的初始光學組織；附圖5 (b)為本發明實施例3中純鎂板材交替軋制6個道次后的光學組織；附圖6(a)為本發明實施例4中AZ31鎂合金板材交替軋制2個道次后的光學組織；附圖6 (b)為本發明實施例4中AZ31鎂合金板材靜態再結晶退火后的光學組織；附圖7為本發明實施例4中AZ31鎂合金板材靜態再結晶退火后的(0001)極圖；附圖8(a)為本發明實施例5中AZ31鎂合金板材交替軋制2個道次后的光學組織；附圖8 (b)為本發明實施例5中AZ31鎂合金板材靜態再結晶退火后的光學組織；附圖9為本發明實施例5中AZ31鎂合金板材靜態再結晶退火后的(0001)極圖；附圖10為本發明實施例6中純鎂板材靜態再結晶退火后的光學組織；附圖11為本發明實施例中鎂合金板帶軋制狀態示意圖；附圖11中H-波峰與波谷的間距，R-波峰或波谷彎曲弧半徑，D-被軋制鎂合金板帶厚度，L-相鄰波峰間的距離。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1
在370°C下利用波紋軋輥對AZ31鎂合金板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.5， 與板材厚度D的比值為H D = 2，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R = 5，對板材交替軋制4個道次，再將板材矯直，水淬，每道次后將板材加熱至 370°C，保溫20分鐘。由附圖1和2知，板材經反復波浪彎曲后，晶粒細化至10 μ m以下，織構強度明顯降低，且織構由嚴格分布在板材法線方向變為隨機分布。實施例2 在420°C下利用波紋軋輥對AZ31鎂合金板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.5， 與板材厚度D的比值為H D = 1.2，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R = 3，對板材交替軋制6個道次，再將板材矯直，水淬，每道次后將板材加熱至 420°C，保溫20分鐘。由附圖3和4知，板材經反復波浪彎曲后，晶粒細化至10 μ m以下，晶粒取向分布隨機化，織構強度顯著降低。實施例3 在250°C下利用波紋軋輥對純鎂板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.5，與板材厚度D的比值為H D = 2，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為 LiR = 5，對板材交替軋制6個道次，再將板材矯直，水淬，每道次后將板材加熱至250°C， 保溫15分鐘。由附圖5知，板材經反復波浪彎曲后，晶粒細化至20 μ m以下。實施例4 在200°C下利用波紋軋輥對AZ31鎂合金板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.2，與板材厚度D的比值為H D = 2，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R = 4，對板材交替軋制2個道次，再將板材矯直，進行靜態再結晶退火，第1道次后將板材加熱至200°C，保溫15分鐘。由附圖6和7知，板材經交替軋制及靜態再結晶退火后，晶粒細化至20 μ m以下，織構強度顯著降低，且分布呈現隨機化。實施例5:在250°C下利用波紋軋輥對AZ31鎂合金板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.5，與板材厚度D的比值為H D = 1. 5，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R = 5，對板材交替軋制2個道次，再將板材矯直，進行靜態再結晶退火，第1道次后將板材加熱至250°C，保溫15分鐘。由附圖8和9知，板材經反復交替及靜態再結晶退火后，晶粒細化至20 μ m以下，織構強度明顯下降，且晶粒取向分布隨機化。實施例6 在150°C下利用波紋軋輥對純鎂板材進行反復波浪彎曲。將板材置于波紋軋輥之間，軋輥波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R= 1.8，與板材厚度D的比值為H D = 1.8，相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為 L R = 6，對板材交替軋制4個道次，再將板材矯直，進行靜態再結晶退火，每道次后將板材加熱至150°C，保溫15分鐘。由附圖10知，板材經交替軋制及靜態再結晶退火后，晶粒細化至15 μ m以下。
權利要求
1.一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，其特征在于將均勻化處理后的鎂合金板帶加熱至300 550°C，置于波紋軋輥之間，進行多道次交替軋制后，將鎂合金板帶矯直，水淬，每道次后將鎂合金板帶加熱至300 550°C，保溫10 30分鐘；即獲得弱基面織構鎂合金板帶。
2.一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，其特征在于將鎂合金板帶加熱至150 300°C，置于波紋軋輥之間，進行多道次單向或交替軋制后，將鎂合金板帶矯直，進行靜態再結晶退火，每道次后將鎂合金板帶加熱至150 300°C， 保溫10 30分鐘；即獲得弱基面織構鎂合金板帶。
3.根據權利要求1或2所述的一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，其特征在于所述多道次交替軋制是指對鎂合金板帶進行相鄰兩道次之間軋痕相互垂直的軋制。
4.根據權利要求1或2所述的一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，其特征在于所述矯直在平直軋輥間進行。
5.根據權利要求1或2所述的一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，其特征在于所述波紋軋輥的波峰與波谷的間距H與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為H R=I 2， 與被軋制鎂合金板帶厚度D的比值為H D = 1 2. 5 ；相鄰波峰間的距離L與波峰或波谷彎曲弧半徑R的比值為L R = 2 6。
全文摘要
一種弱化鎂合金板帶基面織構的方法，是將鎂合金板帶置于波紋軋輥之間，在300～550℃下，進行多道次交替軋制后矯直，水淬；或在150～300℃下，進行多道次單向或交替軋制后矯直，進行靜態再結晶退火。300℃以上波紋軋制，隨道次增加，垂直于板帶法向的每一平面均承受了沿不同方向的剪應力，并誘發動態再結晶，導致板帶內部晶粒取向分布隨機化，基面織構強度降低；300℃以下波紋軋制，板帶內部尤其是反復波浪彎曲變形最劇烈處，產生大量孿晶迫使晶粒取向偏轉，初始織構弱化。本發明工藝設計合理，設備容易制造，操作過程容易實現，克服了鎂合金常規塑性變形及退火下織構難以弱化的不足，效率高，適于大規模工業化生產。
文檔編號C22F1/06GK102409273SQ20111034201
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者楊續躍, 霍慶歡, 馬繼軍 申請人:中南大學