制造高塑性/成形性變形鎂合金板材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)大體上設(shè)及金屬材料冶金及塑性加工領(lǐng)域。更具體地，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及制造高 塑性/成形性變形儀合金板材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儀合金具有密度低，比強(qiáng)度、比剛度高，熱疲勞性、導(dǎo)熱性和阻尼減振性能好，電磁 屏蔽性能和機(jī)加工性能優(yōu)異等特點(diǎn)，在航空航天、海洋船舶、電子、機(jī)械、汽車等各領(lǐng)域具有 廣泛的應(yīng)用價(jià)值。我國大力開發(fā)儀合金產(chǎn)業(yè)，不但具有強(qiáng)大的資源優(yōu)勢，還有著巨大的市場 需求。實(shí)現(xiàn)變形儀合金板材在輕量化結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的規(guī)?；瘧?yīng)用，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值 和廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 然而，目前采用熱社制技術(shù)制造的傳統(tǒng)儀合金板材，由于其變形溫度高（含300 °C)，道次變形量?。ê?5%)，且需多次中間加熱，導(dǎo)致工藝繁復(fù)、成材率低，難W獲得低成 本變形儀合金板材。同時(shí)其晶粒粗大的組織特點(diǎn)不利于板材總體性能的提高。此外，板材社 后存在強(qiáng)烈的{0002}基面織構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致高屈強(qiáng)比（^ 0.8) W及低加工硬化率，運(yùn)對(duì)板材二次 成形性極為不利。
[0004] 因此，開發(fā)高塑性/成形性變形儀合金板材制造技術(shù)，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化尤其是在下游 飯金沖壓成形領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，可一定程度上滿足國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)輕量化構(gòu)件的廣 泛性需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -方面，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法，其包括：
[0006] 日）提供2.5-4.5*1:.%2]1，0-0.5*1:.%化，0-0.3*1:.%化，0-1.6*1:.%1?6，雜質(zhì)元素 的總量小于〇.〇2wt. %，余量為Mg的儀合金，其中RE選自Y、Gd和Nd中的一種或多種；
[0007] b)將所述儀合金進(jìn)行低溫?cái)D壓，其中所述儀合金的初始溫度為室溫-20(TC;
[000引C)對(duì)所述預(yù)擠壓的儀合金進(jìn)行多道次降溫異步社制，其中累積應(yīng)變量為0.8-3.0， 并進(jìn)行一道次冷社整形；W及
[0009] d)對(duì)所述社后儀合金板材直接進(jìn)行退火處理，從而得到所述高塑性/成形性變形 儀合金板材。
[0010] 本申請(qǐng)的制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法，通過向儀中添加適量的元 素化，Zr,化W及稀±元素 Y、Gd和Nd中的一種或多種，可細(xì)化鑄態(tài)晶粒，經(jīng)均勻化處理后，易 于形成具有較高固溶度的儀合金鑄態(tài)巧料，同時(shí)降低晶格c/a軸比，并經(jīng)后續(xù)塑性加工過程 中及退火處理后可W形成細(xì)小、低彌散的沉淀相，可提高板材加工硬化率，改善板材成形時(shí) 的均勻應(yīng)變程度，從而極大提高板材塑性/成形性。
[0011] 本申請(qǐng)的制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法，通過一次大擠壓比的低溫 擠壓，借助化、RE成分元素的微合金化，獲得細(xì)小的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒，提高板巧強(qiáng)度和延伸 率，同時(shí)可調(diào)控板厚，縮短后續(xù)社制生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。
[0012] 本申請(qǐng)的制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法，通過添加稀±元素 Y、Gd和 Nd中的一種或多種，促進(jìn)塑變時(shí)非基面滑移的開動(dòng)，通過擠壓/異步社制應(yīng)變量的合理配 合，極大弱化板材基面強(qiáng)織構(gòu)，從而獲得低屈強(qiáng)比及高加工硬化率。
[0013] 本申請(qǐng)的制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法實(shí)現(xiàn)了細(xì)晶弱基面織構(gòu)組織 的制備，使該板材具有優(yōu)異室溫塑性和后續(xù)二次成形能力，同時(shí)也獲得細(xì)晶、固溶、彌散析 出等復(fù)合強(qiáng)化效果，表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本申請(qǐng)的制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 在W下的說明中，包括某些具體的細(xì)節(jié)W對(duì)各個(gè)公開的實(shí)施方案提供全面的理 解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，不采用一個(gè)或多個(gè)運(yùn)些具體的細(xì)節(jié)，而采用其它 方法、部件、材料等的情況下可實(shí)現(xiàn)實(shí)施方案。
[0016] 除非本公開中另外要求，在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，詞語"包括"和"包含"應(yīng) 解釋為開放式的、含括式的意義，即"包括但不限于"。
[0017] 在整個(gè)本公開中提到的"一實(shí)施方案"或"實(shí)施方案"或"在另一實(shí)施方案中"或"在 某些實(shí)施方案中"意指在至少一實(shí)施方案中包括與該實(shí)施方案所述的相關(guān)的具體參考要 素、結(jié)構(gòu)或特征。因此，在整個(gè)公開中不同位置出現(xiàn)的短語"在一實(shí)施方案中"或"在實(shí)施方 案中"或"在另一實(shí)施方案中"或"在某些實(shí)施方案中"不必全部指同一實(shí)施方案。此外，具體 要素、結(jié)構(gòu)或特征可W任何適當(dāng)?shù)姆绞皆谝粋€(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中結(jié)合。
[001引室義
[0019] ^文中，術(shù)語"高塑性/成形性"系指儀合金適于塑性加工，具有良好的塑性和二 次成形能力，如板平面拉伸室溫延伸率>30%，屈強(qiáng)比（YS/UTS) <0.70,室溫杯突值IE > 2.5〇
[0020] 在本文中，術(shù)語"均勻化處理"系指在380-425°C下保溫4-12h，消除共晶組織和減 緩晶內(nèi)偏析，使板材組織達(dá)到均勻運(yùn)一過程。
[0021 ]在本文中，術(shù)語"低溫?cái)D壓"系指儀合金變形溫度控制在室溫-20(TC內(nèi)的一次大擠 壓比（〉10)塑性變形，使常規(guī)鑄態(tài)粗晶組織細(xì)化為細(xì)晶甚至亞微米晶組織的過程。
[0022] 在本文中，術(shù)語"多道次降溫異步社制"系指在漉徑或漉速不等條件下進(jìn)行2道次 W上的社制，同時(shí)控制社板變形溫度不斷降低運(yùn)一整體社制過程，其中漉速差異值與最大 漉速之比定義為速度異步率。
[0023] 在本文中，術(shù)語"退火處理"系在相應(yīng)溫度下保溫一定時(shí)間，用于消除晶體內(nèi)部缺 陷，同時(shí)起到一定的穩(wěn)定時(shí)效強(qiáng)化相的效果。
[0024] 具體實(shí)施方案
[0025] -方面，本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及制造高塑性/成形性變形儀合金板材的方法，其包括：
[0026] 日）提供2.5-4.5*1:.%2]1，0-0.5*1:.%化，0-0.3*1:.%化，0-1.6*1:.%1?6，雜質(zhì)元素 的總量小于〇.〇2wt. %，余量為Mg的儀合金，其中RE選自Y、Gd和Nd中的一種或多種；
[0027] b)將所述儀合金進(jìn)行低溫?cái)D壓，其中所述儀合金的初始溫度為室溫-20(TC;
[0028] c)對(duì)所述預(yù)擠壓的儀合金進(jìn)行多道次降溫異步社制，其中累積應(yīng)變量為0.8-3.0， 并進(jìn)行一道次冷社整形；W及
[0029] d)對(duì)所述社后儀合金板材直接進(jìn)行退火處理，從而得到所述高塑性/成形性變形 儀合金板材。
[0030] 在某些實(shí)施方案中，儀合金的成分為2.5-4.5wt. %化，0-0.5wt. % Zr，0-0.3wt. % Ca, 0-1.6wt.%RE，余量為Mg,其中RE選自Y、Gd和Nd中的一種或多種。此合金中合金元素含 量較低，并且多W固溶形式存在，晶粒細(xì)小，塑性優(yōu)異，室溫塑性及二次成形性能明顯優(yōu)于 目前商用變形儀合金AZ31和ZK60等。
[0031 ]在某些實(shí)施方案中，通過烙煉法制造所述儀合金。
[0032] 能夠用于本申請(qǐng)的烙煉法的示例性實(shí)例包括但不限于真空感應(yīng)烙煉法。
[0033] 在某些實(shí)施方案中，將純儀、純鋒放入爐中，在高純惰性氣體保護(hù)下，在約720-750 °C烙化并保溫約20-30min，隨后加入1旨-2'、1旨-化^及1旨-36中間合金保溫約0.75-211，最后 降溫至約660-680°C，靜置約15-30min，制造所述儀合金。
[0034] 能夠用于本申請(qǐng)的惰性氣體的示例性實(shí)例包括但不限于氣氣、氮?dú)夂偷獨(dú)狻?br>[0035] 在某些實(shí)施方案中，本申請(qǐng)所述的方法還包括在低溫預(yù)擠壓前對(duì)儀合金進(jìn)行均勻 化處理的步驟。
[0036] 在某些實(shí)施方案中，在惰性氣體保護(hù)氣氛下，在380-425°C下保溫4-12h進(jìn)行均勻 化處理。
[0037] 在某些實(shí)施方案中，低溫?cái)D壓的擠壓比約為8-20。
[0038] 在某些實(shí)施方案中，低溫?cái)D壓的模具預(yù)熱溫度約為250-350°C。
[0039] 在某些實(shí)施方案中，低溫?cái)D壓的擠壓速率約為2-8mm/min。
[0040] 在某些實(shí)施方案中，低溫?cái)D壓的擠壓比為8-20,模具預(yù)熱溫度為250-350°C，擠壓 速率為 2-8mm/min。
[0041 ]在某些實(shí)施方案中，將儀合金進(jìn)行一次低溫預(yù)擠壓。
[0042] 在某些實(shí)施方案中，一次低溫?cái)D壓的擠壓比約為8-20。
[0043] 在某些實(shí)施方案中，一次低溫?cái)D壓的模具預(yù)熱溫度約為250-350°C。
[0044] 在某些實(shí)施方案中，一次低溫?cái)D壓的擠壓速率約為2-8mm/min。
[0045] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的社制速率約為2-5mm/min。
[0046] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的速率異步率為0.05-0.20。
[0047] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的社巧溫降范圍為初社約350-30(TC，約 終社 260-240 °C。
[004引在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的道次社下量約為30-45%。
[0049] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的冷社整形的社制速率約為2-5mm/min。
[0050] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的道次壓下量約為5-10%。
[0051] 在某些實(shí)施方案中，多道次降溫異步社制的社制速率為2-5mm/min，速率異步率為 0.05-0.20，社巧溫降范圍為初社350-30