[发明专利]宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的板材成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金制造工艺，特别涉及一种可生产大规格、高强度镁合金锻造成型工艺。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性能好，机加工性能优良、易回收等优点，在航空航天、交通工具、3C等行业有极大的应用前景，被誉为“21世纪的金属材料”。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变形方式，但热轧板材尺寸小、综合性能较差，因而极大限制了大规格高强度变形镁合金的推广和应用。

发明内容

本发明目的是针对宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯提供成型工艺。

本发明技术方案是：去除宽幅扁或半连续宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，将锭坯边角倒钝，然后依次进行均匀化退火、加热约束锻造、热处理和表面机加工处理。

本发明所述均匀化退火是将锭坯置于360～430℃的温度环境下处理15～25小时。可实现镁锭成分均匀化和晶粒均匀化，同时可实现低能耗，比常规电阻炉加热节能30-60%。

所述加热约束锻造是采用长度为连续，且宽度受限的具有型槽的锻砧，所述型槽设有5~15°的拔模斜度，将工件置于所述锻砧中，在锤头的作用下，以步进式、多道次锻造方法进行锻造，锻造比不小于5，道次压下率为8～35%，每次加热后的锻造道次数为1～3次；所述锤头和锻砧温度保持在300～400℃，工件的表面温度为350～450℃。

在所述加热约束锻造时，于锤头和工件之间、砧板和件之间采用石墨或氧化钼或玻璃粉进行固体润滑。

在所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对锤头和锻砧进行加热。以维持锻砧和锻锤的温度，比常规电阻炉加热节能30-60%。

在所述加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对工件进行补热。以维持工件的温度，比常规电阻炉加热节能30-60%。

所述热处理是采用人工时效处理。可使材料的晶粒进一步细化和细小强化相的弥散均匀析出，使得材料的综合机械性能得到进一步的提高。

所述表面机加工处理是对工件进行表面打磨或铣面、外形尺寸修正处理。以确保产品的外形尺寸和表面质量。

本发明可实现成型后宽度大于2000mm、长度大于2000mm，厚度界于25～80mm大规格的镁合金板材生产加工。可实现生产屈服强度≥350MPa、抗拉强度≥400MPa、延伸率≥12%的高强度镁合金板材。锻造生产效率较一般锻造可增进2倍以上。本发明产生的毛边废料相当少，可大大提高材料的利用率。本发明可实现低能耗，耗能比常规电阻炉节能30～60%。

具体实施方式

下面结合牌号AZ31B，形成的产品规格要求28mm×1800 mm×2100 mm的镁合金板材生产为例进行说明。

1、锭坯准备：去除对长、宽、高为260mm、740mm、1800mm的宽幅扁镁合金锭坯的表面氧化皮，再将锭坯边角倒钝。

2、均匀化处理：将锭坯置于390℃的温度环境下保温20小时。

3、锭坯加热：将锭坯加热至表面温度430℃，保温时间4h。

4、锻造：

采用长度为连续，且宽度受限的具有型槽的锻砧，所述型槽设有5~15°的拔模斜度，锤头尺寸和形状与锻砧相匹配。

将工件置于锻砧中，在锤头的作用下，以步进式、多道次锻造方法进行锻造，锻造比不小于5，道次压下率为8～35%，每次加热后的锻造道次数为1～3次；

在加热约束锻造时，于锤头和工件之间、砧板和件之间采用石墨或氧化钼或玻璃粉进行固体润滑。

在加热约束锻造时，采用喷射燃气火焰补热的方法对锤头和锻砧、工件进行补热，使锤头和锻砧温度保持在300～400℃，工件的表面温度为350～450℃。

开坯温度430℃，其余具体的锻造工艺参数见下表：

其中锻完第三道次，在线切割，将97 mm×740 mm×4250 mm板材切割成为97 mm×740 mm×2100 mm的板材2块，之后改变锻造方向，沿740mm长度方向锻造，最终形成规格为26mm×2100mm×2100mm，第三道次以后一火连锻2次。

5、软化退火：将终锻的工件置于360℃温度环境下处理180min。

6、锯切、表面处理：在常温下进行锯边，对表面进行打磨或铣面，形成规格为：28mm×1800mm×2100mm的产品。