[发明专利]一种大规格高强度镁合金板的制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼及塑性成型技术领域，具体涉及大规格高强度镁合金材料的制造方法。

背景技术

镁合金具有良好的导电、导热性，电磁屏蔽性良好，比强度和比刚度高，减震性好，切削加工和尺寸稳定性佳，易回收，有利于环保等优点，在航空航天、交通工具、电子通讯等行业有极大的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。但由于镁合金属于密排六方结构，室温塑性较低，成型能力差，大大限制了镁合金应用。

目前对于变形镁合金的板材的生产主要集中于热轧制、热挤压、连铸连轧这几种变形方式，首先在冶炼过程中没有解决镁合金的纯净度问题，其次热轧制板材和连铸连轧板材综合性能较差，热挤压板尺寸较小、各向异性较大，极大限制了大规格高强度变形镁合金的推广应用。

发明内容

本发明提供一种适合镁合金材料加工特性、方便生产、降低生产成本的大规格高强度镁合金板的制造工艺。

本发明包括以下步骤：

1）将铸造镁合金实心坯料采用电渣重熔工艺取得精制的镁合金熔体；

2）将精制的镁合金熔体采用浇注工艺取得镁合金管坯；

3）将镁合金管坯预热至250～450℃后进行锻造；锻造时采用带有锥度的温度为150～250℃、且表面涂敷水溶性润滑剂的芯棒，锻造时的锻砧温度为150～250℃；

4）将锻造后的镁合金管坯置于250～380℃条件下退火；

5）对退火后的镁合金管坯进行冷轧，取得薄壁镁合金管；

6）将薄壁镁合金管展平，经退火、精整，取得镁合金管板。

本发明采用以上方法进行镁合金板制造时，能够解决镁合金生产过程中的杂质多、塑性差、成本高、成材率低等难题，针对性地解决了镁合金制造过程中的纯净度、晶粒度和致密度三大问题，提高了生产效率、产品成材率，降低生产成本，将在镁合金大规格无缝板材生产技术方面带来跨越式发展。

进一步地，本发明所述步骤1）中，在电渣重熔工艺中以气体SF6为工作氛围。

所述步骤2）中，在浇注工艺中以气体SF6为工作氛围。

纯净的N₂、Ar、Ne 等惰性气体虽然能对镁及其合金熔体起到一定的阻燃和保护作用，但效果并不理想.N₂易与镁反应生成Mg₃N₂ 粉状化合物，至使结构 疏松，不能阻止反应的进行。而Ar和Ne等惰性气体虽然与Mg不反应，但无法阻止镁的蒸发。

SF6 气体与镁反应产物在熔体表面形成一薄层较致密的MgS/ MgO复合膜，可以抑制镁的氧化SF6 气体对镁及其合金熔体，可以起到良好的保护作用且效果优良。

所述步骤2）取得的镁合金管坯的外径为400～1200mm，内径为200～600mm，长度为800～4000mm。通过步骤2）取得的上述尺寸的镁合金空心坯料的设计出发点或可达到的特殊优良效果：

1）减少了常规锻造过程中的镦粗、冲孔再拔长工艺，节约成本；

2）镁的晶体结构为密排六方，铸态坯料锻造镦粗、冲孔过程容易产生锻造裂纹等缺陷；

3）减少了锻造工艺中对坯料尺寸的严格限制，使最终产品规格范围更广。

所述步骤3）中，将镁合金管坯套置在芯棒外对镁合金管坯管壁进行多道次下压锻造，前几道次中每道次的变形量小于10%，累计变形量大于20%后，每道次变形量为10～20%。前期小变形量破碎铸态组织，当组织变为加工态时进行大变形量，进一步破碎组织、弥散夹杂、提高致密度。

所述步骤5）中，所述步骤5）中，至少进行3～8道次减壁工艺，每两道次减壁工艺之间进行软化退火。

所述步骤5）中，每道次减壁工艺的减壁率为20～30%。

以上工艺特点：

1）常温下进行大减壁变形，依靠锻轧工艺变形强化，得到高强度、高延展性板材坯料；进一步破碎锻造时晶粒，与退火结合提高晶粒度级别；

2）可进一步使金属组织致密；

3）表面质量及尺寸精度高；

4）道次间退火为下一道次冷轧做好组织准备，消除前一道次产生的应力。

本发明的具体优点分析如下：

1、本发明利用电渣重熔生产镁合金锻造前坯料，其优点：

1）从源头解决镁合金纯净度问题；

2）电渣重熔坯料组织致密，为后续锻造提供了组织保证。

2、本发明锻造前坯料为电渣重熔空心坯，其优点：

1）减少了常规锻造过程中的镦粗、冲孔再拔长工艺，节约成本；