【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料领域，特别是涉及具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、轻量化是汽车产业发展的迫切需求，镁合金作为最轻的工程结构金属材料，提高镁合金板材的使用率会显著降低汽车的重量，以达到节能降耗的目的。目前，限制镁及镁合金在汽车领域大规模应用的瓶颈难题是其强塑性低、成形性差、难以满足汽车零部件的使役需求。现有技术主要采用的方法是采用大变形手段或者添加稀土元素的方式以实现细化晶粒，通过细化晶粒进而提高合金的力学或塑性或成形性。例如kristián máthis等人发表在materials期刊第11卷1644页的期刊论文micro-tensile behavior of mg-al-zn alloyprocessed by equal channel angular pressing(ecap)中报道了将az31镁合金先在390℃固溶18小时后，再经过4道次的等径角挤压后，其室温下的屈服强度仅为130mpa。此外，yun tian等人发表在materials第12卷1554页的期刊论文the effect of ecaptemperature on the microstructure and properties of a rolled rare earthmagnesium alloy中将mg-2y-0.6nd-0.6zr合金先热轧7道次，然后再用等径角挤压后，材料的抗拉强度为225mpa，延伸率为10.5％，该合金的添加元素包括稀土元素和碱土金属，并且稀土元素含量超过2.6％，尽管合金中加入
技术实现思路
1、为了解决上述技术难题，本专利技术提供了具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：该镁合金的化学成分质量百分比为锡1.7–2.2％、锌1.6–2％、不可避免的杂质≤0.05％，其余为镁和添加元素，添加元素0.2-3.2％，所述的添加元素为铝、锰、钙中的一种或任意组合，加入的质量百分比为铝0.2–1.2％、锰0.4–1.2％、钙0.5–0.8％；
2、其制备方法包括如下步骤：
3、(1)在二氧化碳和六氟化硫的混合气体保护下，将纯镁在680–700℃下加热保温，经过吹气、除渣处理后，在680–690℃静置保温10–15分钟，获得纯镁熔体；再加入纯锡和纯锌，然后依次加入纯铝、镁–锰、镁–钙中间合金中的一种或任意组合，再经过熔化、搅拌均匀、精炼和除杂处理后获得镁合金熔体；将镁合金熔体在680–690℃静置、保温10–15分钟后，浇注到模具中，获得镁合金铸坯；
4、(2)将步骤(1)获得的镁合金铸坯进行多道次高温差异化轧制后获得镁合金薄板1，所述的多道次高温差异化轧制为：2-6道次，每道次的压下量为6–50％，每道次采用的是差异化压下量，每道次轧制前需在410–450℃保温10–15分钟，轧辊转速为5–10米/分钟，轧辊温度为110–150℃；
5、(3)将步骤(2)获得的镁合金薄板进行1-4道次低温轧制后进行退火处理，每道次的压下量为6-50％，每道次轧制前需在110-150℃下保温10-15分钟，轧辊转速为15–20米/分钟，轧辊温度为50–80℃；所述的退火处理为：在275–350℃下退火10–25分钟后淬水，获得高成形性、强塑性镁合金，所述的高成形性、强塑性镁合金为薄板2。
6、进一步地，步骤(3)获得的高成形性、强塑性镁合金为易变形晶粒和难变形晶粒分布均匀混合的组织，其中易变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角>22°的晶粒，晶粒个数占比为20–50％；难变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角≤22°的晶粒，晶粒个数占比为50–80％。
7、进一步地，步骤(2)所述每道次的压下量为30–45％。
8、进一步地，步骤(2)所述每道次的压下量为16–28％。
9、进一步地，步骤(2)所述每道次的压下量为8–14％。
10、进一步地，步骤(3)所述的压下量为45-50％。
11、进一步地，步骤(3)获得的高成形性、强塑性镁合金室温下屈服强度≥220mpa、延伸率≥20％、埃里克森杯凸值≥7.3mm。
12、本专利技术的有益效果：
13、与现有技术相比，现有技术通过弱化织构的方法，提高合金的成形性，但是会降低合金的强度，即较难同步实现合金的强塑性和成形性提高。而本专利技术通过原料、配比、工艺和参数的协同调控，有效调控析出相和晶粒取向，使粗大第二相迅速回溶，抑制动态再结晶并促进变形孪晶和剪切带的形成，在高应变区(变形孪晶、剪切带区)形核易变形晶粒，在低应变区形核难变形晶粒，最终获得了织构异构组织的合金，该异构组织通过易变形晶粒和硬取向晶粒之间的协同调控作用，在塑性变形时难变形晶粒会对易变形晶粒产生强烈的几何约束作用，另一方面，基面–非基面晶界附近形成的应变梯度会促进难变形晶粒开动非基面滑移；与现有技术相比，本专利技术通过调控析出相、晶粒取向、数量、尺寸、分布等多方面作用，同步提高合金的强塑性和成形性并有效避免合金开裂；获得的合金的屈服强度≥220mpa、延伸率≥20％、埃里克森杯凸值≥7.3mm。
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1.具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：按照质量百分比计，锡1.7–2.2％、锌1.6–2％、不可避免的杂质≤0.05％，其余为镁和添加元素，添加元素0.2-3.2％，所述的添加元素为铝、锰、钙中的一种或任意组合，按照质量百分比计，铝0.2–1.2％、锰0.4–1.2％、钙0.5–0.8％；其制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(3)获得的高成形性高强塑镁合金的织构异构组织为易变形晶粒和难变形晶粒分布均匀混合的组织，其中易变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角>22°的晶粒，晶粒个数占比为20–50％；难变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角≤22°的晶粒，晶粒个数占比为50–80％。
3.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(2)所述每道次的压下量为30–45％。
4.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(2)所述每道次的压下量为16–28％。p>
5.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(2)所述每道次的压下量为8–14％。
6.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(3)所述的压下量为45-50％。
7.根据权利要求1-6任意所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(3)获得的高成形性、强塑性镁合金室温下屈服强度≥220MPa、延伸率≥20％、埃里克森杯凸值≥7.3mm。
...【技术特征摘要】
1.具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：按照质量百分比计，锡1.7–2.2％、锌1.6–2％、不可避免的杂质≤0.05％，其余为镁和添加元素，添加元素0.2-3.2％，所述的添加元素为铝、锰、钙中的一种或任意组合，按照质量百分比计，铝0.2–1.2％、锰0.4–1.2％、钙0.5–0.8％；其制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有织构异构组织的高成形性高强塑镁合金，其特征在于：步骤(3)获得的高成形性高强塑镁合金的织构异构组织为易变形晶粒和难变形晶粒分布均匀混合的组织，其中易变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角>22°的晶粒，晶粒个数占比为20–50％；难变形晶粒为晶粒的c-轴和薄板2的(0001)基极夹角≤22°的晶粒，晶粒个数占比为50–80％。
...【专利技术属性】
技术研发人员：王珵，宁宏，王慧远，付保科，黄思琪，
申请(专利权)人：河南明镁镁业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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