[发明专利]一种短流程制造镁合金薄板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻金属制备技术领域，尤其涉及一种短流程制造镁合金薄板的方法，该方法能实现镁合金熔体至薄板的全流程，提高材料成材率、降低流程成本，获得的镁合金薄板内部洁净、组织细小、夹杂均匀分布。

背景技术

与镁合金铸件相比，镁合金板组织细小，无微气孔缺陷，具有更高的强度、塑性和韧性，以及优异的耐蚀性能，且性能均匀稳定，后续机加工和表面处理效率高，可以满足制造大型结构件和结构多样化的要求，适合规模化生产，镁板是镁合金重要的发展方向。

目前，镁板主要应用在3C领域(窄幅镁板)。镁板在汽车领域应用前景广阔，但截至现在，汽车平均用镁合金仅在5Kg左右，并且几乎全部是压铸件，主要为变速箱、汽缸、座椅等汽车内部构件。从技术角度分析，制约镁板在汽车中应用的主要因素为：1)室温成形性很差；2)价格过高。技术开发期待产业链(客户端)的强力驱动，然而客户端一直在等待技术的成熟。

镁板制造路线可以分为轧制和挤压两大类，细分之，轧制包括传统热轧开坯和双辊连续铸轧(TRC)-温轧两类；挤压包括直接挤压、挤压开坯和挤压展板等三类。

热轧镁板各向异性显著，对成形性能不利。中国专利20100526955.2公开一种镁合金板材的辅助轧制方法，工艺思想是沿板坯横向或轧向通过侧面预变形处理，减弱材料基面织构，预变形量5-30％，从而实现单道次大变形加工，获得均匀、细小的晶粒组织。

镁合金热容量小，散热快，整个轧制过程中板材头尾温差较大，容易发生裂边和表面开裂等现象，轧制被迫中止。为此，中国专利201110367228公开了一种工业化的四辊热轧生产工艺。设计原理是，在四辊热轧机组两侧，分别设置左热风加热和左高频加热装置，以及右高频和热风加热装置，热风加热装置使铸锭快速升温，高频加热装置使铸锭表面和内部均匀加热。工艺流程如下：铸锭首先进行热风加热、再进行高频加热，对中送入四辊热轧机进行第一道次轧制，出带后进行高频加热、热风加热，返回后送入进行第二道轧制，以此类推进行第三至第八道轧制，旋转掉头、切头去尾。加热温度300-520℃，厚度300mm左右的铸锭最终热轧为厚度5-7mm的镁板。

为提高镁板组织均匀性与力学性能，中国专利200910066092公开一种低温高速大加工量轧制镁合金板的加工方法，在于控制轧制温度、轧制速度(尤其是终轧温度和速度)、每道次压下量、各道次变形之间的间隔时间和冷却速度，实现流程再造。工艺要点如下：1)开轧温度350-420℃；2)轧制道次7-10；3)前三道次采用较小压下率，中间道次采用较高的道次加工率控制在30-42％，终轧道次加工率16-25％；4)轧制速度0-3m/s，在保证终轧温度和板材不开裂的条件下尽量采用高速度；5)终轧温度280-350℃。

中国专利200910227097也公开了类似的工艺方法，通过大变形量加工，单道次压下量大于60％，使镁合金板高速度变形中的储能以动态再结晶释放，抑制裂纹产生，改善镁板的塑性变形性能。轧制过程中，轧辊不需要加热，能耗少，适用于低合金含量、第二相少且细小弥散的镁合金。

热轧开坯生产流程工序复杂，成材率低，价格高。为提高成材率、降低成本，TRC、挤压开坯、挤压展板等技术发展迅速。专利WO2004020126公开利用TRC技术制造镁合金薄板的方法，工艺要点如下：1)熔体过热度15-60℃；2)铸轧辊表面温度低于400℃；3)铸轧力2-500Kg/mm；4)铸轧压下率4-9％；5)储液箱预热温度500-655℃；6)浇嘴预热温度200-400℃。日本、韩国围绕镁合金板TRC技术公开一系列专利，如：JP2007237208、Ru2305021、KR20070067793、KR100657595B、KR100657595B、KR20060073355。

TRC技术可以直接生产出4-8mm的镁板，然后经5-7道次的温轧(冷轧)，制造出厚度1mm以下的板材，生产率远高于传统热轧开坯(25-30道次)。如中国专利201010255819.4，公开TRC-温轧镁合金板材的生产方法。采用TRC工艺首先获得尺寸规格6×400mm的镁合金板，然后进行后续轧制。