一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法技术

本发明专利技术提供一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法。首先将镁合金在350‑400ºC条件下进行均匀化处理10‑12h，水淬冷却至室温；将经过前述技术方案处理的镁合金进行变形量为20‑60％的热轧变形，之后再将轧制后的镁合金板材在430‑480°C条件下退火处理10‑30min，空冷至室温。通过轧制变形，可以使镁合金基面织构强度增加，使合金板材表面与空气阻抗不匹配程度增加，从而导致电磁波在合金表面处的反射损耗增多，经本发明专利技术所述工艺处理的镁合金电磁屏蔽性能提高显著。本发明专利技术所涉及的工艺设备为通用设备，成本较低，容易操作，工业上易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种利用织构改善镁合金电磁屏蔽性能的工艺方法。
技术介绍
随着现代科学技术的高速发展，越来越多电子、电气设备被投入使用，给人类的生产和生活带来了极大的便利。与此同时，其附带产生的各种频率和能量的电磁波却充斥着我们的生活空间，进而形成了一种继水污染、大气污染、噪音污染之后的新型污染，即电磁辐射污染。人们通常采用电磁屏蔽(ElectromagneticShielding)的方法对电磁污染进行处理。然而，实现电磁屏蔽是一项非常复杂的系统工程，屏蔽材料在其中扮演着举足轻重的角色。镁合金作为工程应用中质量最轻的结构材料，具有一系列优点。当镁合金用作屏蔽材料时，其与传统金属相比，具有密度低，质量轻，比强度高的优势；与泡沫材料，涂层、复合材料相比，镁合金具有优良的力学性能、电磁屏蔽性能且对环境友好，还可用做工程结构材料。特别是在对重量比较敏感的电磁兼容领域，如既追求轻量化又需要考虑电磁辐射问题的3C电子、日用家电、轨道交通、汽车座舱等领域，由于镁的低密度(1.74g/cm3)和高电导率(2.3×107S/m，40%IACS)，镁合金具有特殊的发展优势。但是，对镁合金电磁屏蔽的研究还处在基础阶段，对镁合金材料的电磁屏蔽性能的调控依然不够明确。镁合金的电磁屏蔽性能还有进一步提高的空间，以满足更为广泛的工程实际需求。通过塑性变形，可以使合金中原来任意取向的晶粒逐渐调整取向而趋于一致，形成织构。作为HCP结构，当有织构产生时，镁合金呈现各向异性，对其各项性能产生较大影响。因此，利用通过轧制来强化织构，从而改善镁合金的电磁屏蔽性能的方法可操作性强，易于推广，对于进一步研究具有优良电磁屏蔽性能的镁合金具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术目的是提供了一种提利用织构改善镁合金电磁屏蔽性能的方法。该方法通过不同变形量的热轧及后续的退火处理可有效地强化该轧制镁合金的织构，通过织构的强化来进一步提高电磁屏蔽性能，所用工艺设备为常规通用设备，成本较低，容易操作，工业上也易于实现。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法，包括如下步骤：（1）均匀化处理：对铸态镁合金在热处理炉中进行均匀化处理，升温速度15-20℃/min，加热到350-400oC，保温10-12h，完成后将铸锭水冷至室温；（2）机加工：将步骤（1）得到的镁合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到厚度分别为2.5-5.5mm的圆片备用；直径可依实际需要进行改变；（3）热轧变形：热轧前需在电阻炉中保温20-40min，保温温度为300-350℃，热轧过程的单次压下量根据不同合金板材的厚度及轧制道次进行调整，范围为0.1-0.5mm，每次轧制的单次压下量随轧制道次的增多逐渐减小，直至轧制成2-3mm厚的板材。在变形过程中，在各个道次间隙需要回炉保温3-5min。相邻轧制道次间，需要对试样进行翻转，并采用动物油对轧辊表面进行润滑，防止轧制板材弯曲过大。最终，获得变形量分别为20-60%的平整镁合金板材；（4）退火处理：对不同轧制变形量的镁合金在热处理炉中进行退火处理，退火温度为430-480℃，保温时间为10-30min，空冷至室温。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术使得镁合金板材电磁屏蔽性能提高显著：轧制变形后镁合金板材的织构得到明显强化，电磁屏蔽效能得到了显著的提高，随轧制变形量的增加，可以提高15％-20％左右。（2）本专利技术所采用的轧制工艺可以轧制出平整的镁合金板材，而不产生过大的弯曲，利于各方面以及工业上的应用。（3）本专利技术操作简单、成本较低：本专利技术利用常规的通用设备即可实现，工艺设计合理、流程短。其中所使用原料为常见镁合金，并且仅通过热轧和退火即可获得具有更高更高电磁屏蔽性能的变形镁合金，提高了生产效率，降低成本，有利于大规模工业化应用。本专利技术改善合金电磁屏蔽性能的机理在于：对于镁合金，通过轧制获得了强基面织构。该过程中合金内部晶粒发生翻转，使其c轴逐渐平行于轧制板的法向方向(ND)，由于镁金属沿c轴电导率高于a轴方向，使得轧制板面的阻抗Zs随着轧制变形量的增加而降低，进而而增大了板面与空气的阻抗差值。材料表面与空气的阻抗差值越大，电磁波更容易被反射。另外，趋于一致的晶粒，让入射电磁波接触到由各个晶粒基面组成的板面，电磁波发生反射。晶粒取向的一致性程度越高，基面织构强度越强，对电磁波的反射损耗越高。附图说明图1为不同轧制变形量AZ31合金宏观织构。其中：(a)未变形；(b)实施例1；(c)实施例2；(d)实施例3。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。需要说明的是，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制，在本专利技术的构思前提下本方法的简单改进，都属于本专利技术要求保护的范围。实施例1：一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法，该方法包括以下步骤：（1）均匀化处理：对铸态的AZ31镁合金在热处理炉中进行高温均匀化处理，升温速度15-20℃/min，加热到380oC，保温12h，完成后将铸锭水冷至室温；（2）机加工：将步骤（1）得到的镁合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到厚度为2.8mm，直径为135mm的圆片，备用；（3）热轧变形：热轧前需在350℃电阻炉中保温30min，热轧过程的单次压下量根据轧制道次进行调整，范围为0.1-0.2mm，每次轧制的单次压下量随轧制道次的增多逐渐减小，直至轧制成2mm厚的板材。在变形过程中，在各个道次间隙需要回炉保温5min。相邻轧制道次间，需要对试样进行翻转，并采用动物油对轧辊表面进行润滑，防止轧制板材弯曲过大。最终，获得变形量为20%的平整AZ31镁合金板材；（4）退火处理：对不同轧制变形量的AZ31镁合金在热处理炉中进行退火处理，退火温度为450℃，保温时间为10min，空冷至室温。实施例2：本实施例采用厚度为3.3mm的AZ31镁合金的原片，采用与实施例1相同的均匀化处理工艺及退火处理工艺，热轧过程的单次压下量根据轧制道次进行调整，范围为0.2-0.3mm，每次轧制的单次压下量随轧制道次的增多逐渐减小，最后得到变形量为35%的AZ31镁合金板材。实施例3：本实施例采用厚度为5.3mm的AZ31镁合金的原片，采用与实施例1相同的均匀化处理工艺及退火处理工艺，热轧过程的单次压下量根据轧制道次进行调整，范围为0.3-0.5mm，每次轧制的单次压下量随轧制道次的增多逐渐减小，最后得到变形量为60%的AZ31镁合金板材。取上述实施例1~3的AZ31镁合金轧制板材进行织构分析并对电磁屏蔽性能进行测试，测出的性能见表1。为了便于比较，表1中同时给出了未经轧制的合金板材的性能数据。表1本专利技术所述镁合金材料的织构强度和电磁屏蔽性能通过表1中织构强度一栏可以发现，未变形态AZ31合金没有明显的织构，合金的晶粒取向比较随机。在轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）均匀化处理：对铸态镁合金在热处理炉中进行高温均匀化处理，升温速度15‑20 ℃/min，加热到350‑400 ºC，保温10‑12 h，完成后将铸锭水冷至室温；（2）机加工：将步骤（1）得到的镁合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到厚度分别为2.5‑5.5 mm的圆片备用，直径可依实际需要进行改变；（3）热轧变形：将步骤（2）得到的圆片进行热轧变形，热轧前需在电阻炉中保温20‑40 min，保温温度为300‑350℃，热轧过程的单次压下量根据不同合金板材的厚度及轧制道次进行调整，范围为0.1‑0.5 mm，直至轧制成2‑3 mm厚的板材；在变形过程中，在各个道次间隙需要回炉保温3‑5 min；相邻轧制道次间，需要对圆片进行180°翻转，并采用动物油对轧辊表面进行润滑，防止轧制板材弯曲过大；最终，获得变形量分别为20‑60%的镁合金板材；（4）退火处理：对不同轧制变形量的镁合金在热处理炉中进行退火处理，退火温度为430‑480℃，保温时间为10‑30 min，空冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种利用织构提高镁合金电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）均匀化处理：对铸态镁合金在热处理炉中进行高温均匀化处理，升温速度15-20℃/min，加热到350-400oC，保温10-12h，完成后将铸锭水冷至室温；
（2）机加工：将步骤（1）得到的镁合金铸锭锯切、车皮至合适尺寸，得到厚度分别为2.5-5.5mm的圆片备用，直径可依实际需要进行改变；
（3）热轧变形：将步骤（2）得到的圆片进行热轧变形，热轧前需在电阻炉中保温20-40min，保温温度为300-350℃，热轧过程的单次压下量根据不同合金板材的厚度及轧制道次进行调整，范围为0.1-0.5mm，直至轧制成2-3mm厚的板材；在变形过程中，在各个道次间隙需要回炉保温3-5min；相邻轧制道次间，需要对圆片进行180°翻转，并采用动物油对轧辊表面进行润滑，防止轧制板材弯曲过大；最终，获得变形量分别为20-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先华，郜商羽，宋锴，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50