一種改善鎂合金板材性能的擠壓加工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及有色金屬加工領域，特別涉及一種改善鎂合金板材性能的擠壓加工方 法。
【背景技術】
[0002] 鎂合金是以鎂為基礎加入其他元素組成的合金。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷 以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金，主要用于 航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。鎂合金具有低密度、高比強度和比剛度且易于回 收等優點。變形鎂合金具有均勻細小的組織結構和更好的強韌性，目前普遍采用塑形加工 的方法提高鎂合金的力學性能。
[0003] 熱擠壓成形是生產鎂合金板材一種較簡單的塑性加工方法，生產流程較短，容易 獲得板材，生產效率高，靈活性大，得到形狀和尺寸規格不同的鎂合金產品。目前，鎂合金擠 壓板材大多采用對稱正向擠壓成形，由于鎂合金為密排六方晶系，其基面是最密排面，導致 鎂合金在擠壓變形過程中基面平行于板材表面，形成較強的強基面織構。具有較強基面織 構的鎂合金板材，其塑性加工和成形性能較差，不能夠沖壓或塑性加工成復雜鎂合金型材。 另外，對于厚度大于3_的鎂合金板材，普通加工使其板材具有較強的各向異性且強度偏 低，并且大部分工藝只是使厚板表面織構弱化，厚板本身還是各向異性較強，影響鎂合金板 材的進一步應用。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明的目的在于提供一種改善鎂合金板材性能的擠壓加工方法。為 此，本發明通過在擠壓模具工作帶處引入對板材側向預變形的方法，該方法在鎂合金板材 擠壓過程中，垂直于板材厚度方向施加小量變形，使鎂合金在擠壓過程動態再結晶時晶粒 發生偏轉，弱化基面織構，從而改善擠壓板材室溫成形能力和厚板的各向異性。通過該方法 擠壓鎂合金板材得到的鎂合金板材，基面織構強度降低，并且向旁邊偏轉發散。同時力學性 能得到提高，強度提高，塑性改善。這種方法不僅適用于厚度小于2mm的鎂合金擠壓薄板， 還適用于厚度為2-10mm的鎂合金擠壓厚板。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
[0006] A.將鎂合金鑄錠加熱保溫，進行均勻化處理；
[0007] B.將步驟A獲得的鎂合金鑄錠進行熱擠壓，在鎂合金板材熱擠壓過程中，垂直于 板材厚度方向施加變形，通過引進側向變形，調控板材側向寬度變形率a k、側向長度變形 率和Θ三個參數，其中a 開始板材寬度L。和最終板材寬度L的差值與L的比值， 為寬度為L。的板材工作帶距離L JP寬度為L的板材工作帶距離L 2的差值的絕對值與L i 的比值，Θ為寬度為L。的板材和寬度為L的板材工作帶連接處的角度，a 10%， OS €^<〇. 2%，90° < θ〈180°。在鎂合金板材擠壓過程中，垂直于板材厚度方向施加 變形，使鎂合金在擠壓過程動態再結晶時晶粒發生偏轉，弱化基面織構，從而能夠改善擠壓 板材室溫成形能力和厚板的各向異性。
[0008] 進一步，所述所述B步驟中a k= 3%，a L= 0，Θ = 135°。
[0009] 進一步，所述所述A步驟中加熱溫度為400-430°C，加熱保溫時間為2. 5-4h。
[0010] 進一步，所述B步驟中熱擠壓溫度為350-430 °C。
[0011] 進一步，所述B步驟中鎂合金板材的擠壓比范圍為20% -200%。
[0012] 進一步，所述A步驟中鎂合金板材的厚度為0. 8-10_。
[0013] 進一步，所述A步驟中鎂合金板材的厚度為0. 8-2mm。所述熱擠壓方式不僅適用于 厚度為〇. 8-2mm的鎂合金薄板，還適用于厚度為2-10mm的鎂合金厚板。并且，對于厚度大 于2_的擠壓鎂合金板材的基面織構也得到了很大弱化。
[0014] 進一步，所述B步驟中擠壓鎂合金板材的過程中，擠壓速度為10-40mm/s。本發明 的另一個目的在于保護依據上述方法制得的鎂合金板材。
[0015] 本發明的有益技術效果是：
[0016] 該發明通過在擠壓模具工作帶處引入對板材側向預變形的方法，在鎂合金板材熱 擠壓過程中，垂直于板材厚度方向施加變形，使鎂合金在擠壓過程動態再結晶時晶粒發生 偏轉，弱化基面織構，從而改善了擠壓板材室溫成形能力和厚板的各向異性。通過上述方 法，得到的鎂合金的基面織構強度顯著降低，并且向旁邊偏轉發散。同時力學性能得到提 高，塑性改善。這種方法不僅適用于厚度為0. 8-2mm的鎂合金擠壓薄板，還適用于厚度為 2-10mm的鎂合金擠壓厚板。
【附圖說明】
[0017] 圖1為鎂合金擠壓模具工作帶出口處示意圖。其中L。開始成形板材寬度，L為通 過縮短板材寬度引入側向變形后板材最終寬度。1^為寬度為L。的板材工作帶距離，L 2為寬 度為L的板材工作帶距離。Θ為寬度為L。的板材和寬度為L的板材工作帶連接處的角度。 圖2為實施例2得到的擠壓板材I和基面織構，圖3為實施例2得到的擠壓板材II的基面 織構。圖4為實施例2得到的擠壓板材I和擠壓板材II的應力-應變曲線。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明的實施例進行詳 細的描述。
[0019] 實施例1 一種改善鎂合金板材塑性的方法，包括以下步驟：
[0020] A.將質量組成為 3. 07%A1、0. 78%Zn、0. 38%Mn、95. 77%]\%的圓柱形六231鎂合 金鑄錠，430°C加熱保溫2. 5h，進行均勻化處理；
[0021] B.將A步驟得到的鎂合金分別用傳統正向擠壓模具（對照組）和引入側向變形 擠壓模具（實驗組）擠壓鎂合金板材在430°C條件下進行熱擠壓加工處理。其中，實驗組 垂直于板材厚度方向施加變形，通過引進側向變形，調控板材側向寬度變形率a k、側向長 度變形率和Θ三個參數，其中α ,為開始板材寬度L。和最終板材寬度L的差值與L的 比值，為寬度為L。的板材工作帶距離L JP寬度為L的板材工作帶距離L 2的差值的絕對 值與1^的比值，Θ為寬度為L。的板材和寬度為L的板材工作帶連接處的角度。a k為1%， Cil^=O. 2%，Θ =90°。擠壓速度為40mm/s，板材厚度為0.8mm。在室溫下測定擠壓板材 基面織構強度和力學性能，測試結果如下表所示。