一种异质结构镁合金板材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异质结构镁合金板材制备方法，包括如下步骤：设计异质结构镁合金板材制备的模具；对不同的合金进行熔炼后得到不同的镁液；对模具进行加热至200

【技术实现步骤摘要】
一种异质结构镁合金板材制备方法
[0001]本专利技术涉及镁合金板材制备
，具体涉及一种异质结构镁合金板材制备方法。

技术介绍

[0002]作为当前实际应用中最轻的金属结构材料，镁合金具有比强度和比刚度高，减振性好，电磁屏蔽性能优异等优点，在航空航天、国防军事、汽车、电子等领域具有良好的应用前景。在能源危机逐渐加剧的今天，对镁合金的研究开发具有十分重要的现实意义。然而，传统镁合金材料始终存在所谓的强塑性“倒置”关系，面临着需要显著地牺牲其塑性来换取更高的强度，反之亦然。相对于钢、铝合金等金属结构材料，镁合金的屈服强度还比较低，通过织构调控改善镁合金的塑性会进一步损害其屈服强度，不利于镁合金的推广应用。晶粒细化对镁合金强度的改善效果明显，但会在一定程度上牺牲合金的塑性。因此，人们被迫选择强度高或者塑性好的材料，而难以获取兼顾高强度高塑性的材料。
[0003]在镁合金中引入异质结构，在提高材料强度的同时还可以保持较高的延伸率。采用表面机械研磨，表面机械碾磨、超声喷丸、高能喷丸等技术可以制备表面纳米晶/超细晶芯部粗晶的异质结构材料。目前主要通过表面剧烈塑性变形获得，但只可以在材料表面引入细晶层且厚度分布不均，所占体积百分比有限，随着材料尺寸的增加，晶粒细化起到的强化效果明显降低，不利于材料强塑性的进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种异质结构镁合金板材制备方法、异质结构镁合金板材及其制备模具。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种异质结构镁合金板材制备方法，包括如下步骤：
[0006]设计异质结构镁合金板材制备的模具，该模具包括筒体，设置在筒体内壁上的凹槽，以及固定在凹槽上的挡板，所述挡板设置有多个，多个挡板将模具分成多个空间；
[0007]对不同的合金进行熔炼后得到不同的镁液；
[0008]对模具进行加热至200
‑
400℃，并在加热后的模具内分层加入不同的合镁液，然后快速抽出挡板，冷却得到复合铸锭；
[0009]将复合铸锭进行固溶处理或均质化处理；
[0010]将处理后的复合铸锭进行加热并保温后进行挤压后得到复合板材；
[0011]对复合板材进行差温异步轧制，然后退火和时效处理得到异质结构镁合金板材。
[0012]优选的，所述合金具体为：高强稀土镁合金、高塑镁合金系、高塑稀土镁合金系、AZ系、镁合金系中任一系列或多个系列组合。
[0013]优选的，所述固溶处理的具体方法为：将复合铸锭在温度400℃
‑
550℃下，加热1h
‑
5h。
[0014]优选的，所述均质化处理的具体方法为：将复合铸锭在温度400℃
‑
480℃下，加热
1
‑
24h。
[0015]优选的，所述将处理后的复合铸锭进行加热并保温后进行挤压的具体方法为：
[0016]将处理后的复合铸锭加热至250
‑
500℃，保温1
‑
5h；
[0017]将保温后的复合铸锭放入挤压筒内进行挤压。
[0018]优选的，所述挤压速度100
‑
1000mm/min。
[0019]优选的，所述复合板材进行差温异步轧制，然后退火和时效处理的具体方法为：
[0020]将复合板材加热至200
‑
500℃，保温5
‑
30min，设定轧辊温度为100
‑
200℃，进行异步轧制，轧制完成后进行退火处理，退火温度200
‑
450℃，时间5
‑
60min，将退火后的板材进行时效处理，时效温度150
‑
250℃，时间1
‑
24h。
[0021]优选的，所述温异步轧制的异速比为1:1.05～1:1.5。
[0022]由上述技术方案可知，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]该异质结构镁合金板材制备方法利用复合浇铸的方式可以减少异质合金结合时产生的氧化物、杂质等缺陷，同时利用液态结合也可以提高结合强度等，后续的固溶或均质化处理使组织更加均匀，结合界面处形成扩散层有利于提高后续挤压与轧制过程中变形的均匀性；由于合金成分不同，以及挤压过程中不同合金的再结晶温度不同，挤压后不同层金属晶粒尺寸与织构均不同，初步制备晶粒尺寸/织构存在差异的镁合金板材；差温异步轧制，两个轧辊温度不同，轧辊最高温度可达200℃，轧制时可以在板材表面发生动态再结晶引入细晶层，同时不同合金经过轧制与退火后织构会发生明显差异，可以根据挤压后板材中各层的厚度，控制不同的变形量可以控制剪切力影响区域，进而调控不同层合金的组织特征，实现异质结构镁合金板材的强度与塑性同时提升。
附图说明
[0024]图1为本专利技术模具结构示意图；
[0025]图2为本专利技术模具无挡板结构示意图；
[0026]图3为实施例1复合板中AZ31层、Mg
‑
1.5Zn
‑
Ca
‑
Ce层的合金晶粒和双峰织构示意图；
[0027]图4为实施例1复合板中AZ31层、Mg
‑
1.5Zn
‑
Ca
‑
Ce层的结晶晶粒层示意图；
[0028]图5为实施例1复合板中AZ31层、Mg
‑
1.5Zn
‑
Ca
‑
Ce层的发散织构示意图；
[0029]图6为实施例2复合板中AZ31与AZ91的合金晶粒和基面织构示意图。
[0030]图中：1、筒体；2、凹槽；3、挡板。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术提供一种技术方案：
[0033]实施例1
[0034]一种异质结构镁合金板材制备方法，包括如下步骤：
[0035]如图1
‑
2所示，步骤一、设计异质结构镁合金板材制备的模具，该模具包括筒体1，设置在筒体内壁上的凹槽2，凹槽2两两为一组，对称设置，共设置有两组，以及固定在凹槽上的挡板3，所述挡板3设置有两个，两个挡板将模具分成三个空间，改变挡板插入凹槽的不同位置既可以调整不同层的厚度，也可以调整不同合金层数；
[0036]步骤二、对高塑稀土镁合金系、AZ系进行熔炼，其中，高塑稀土镁合金系为Mg
‑
Zn
‑
Ca
‑
Ce合金，AZ系为Mg
‑
Al
‑
Zn合金(AZ31)，得到Mg
‑
Zn...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结构镁合金板材制备方法，其特征在于，包括如下步骤：设计异质结构镁合金板材制备的模具，该模具包括筒体(1)，设置在筒体内壁上的凹槽(2)，以及固定在凹槽上的挡板(3)，所述挡板(3)设置有多个，多个挡板将模具分成多个空间；对不同的合金进行熔炼后得到不同的镁液；对模具进行加热至200
‑
400℃，并在加热后的模具内分层加入不同的合镁液，然后快速抽出挡板，冷却得到复合铸锭；将复合铸锭进行固溶处理或均质化处理；将处理后的复合铸锭进行加热并保温后进行挤压后得到复合板材；对复合板材进行差温异步轧制，然后退火和时效处理得到异质结构镁合金板材。2.根据权利要求1所述的一种异质结构镁合金板材制备方法，其特征在于：所述合金具体为：高强稀土镁合金、高塑镁合金系、高塑稀土镁合金系、AZ系、镁合金系中任一系列或多个系列组合。3.根据权利要求1所述的一种异质结构镁合金板材制备方法，其特征在于：所述固溶处理的具体方法为：将复合铸锭在温度400℃
‑
550℃下，加热1h
‑
5h。4.根据权利要求1所述的一种异质结构镁合金板材制备方法，其特征在于：所述均质化处理的具体方法为：将复合铸锭在温度400℃
‑
480℃下，加热1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩廷状，车朝杰，楚志兵，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：