镁合金板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及镁合金板及其制造方法，且提供具有足够的强度的同时，具有优良的弯曲加工性的镁合金板及其制造方法。在使用轧辊轧制按质量％计，含有Ａｌ：０．１～１０．０、Ｚｎ：０．１～４．０的镁合金板的镁合金板的制造方法中，使即将向上述轧辊插入之前的镁合金板的表面温度达到低于或等于１００℃，使上述轧辊的表面温度达到１００～３００℃。特别，在进行由多道次组成的轧制时，在至少最后的１道次中，进行已规定了上述镁合金板的表面温度和轧辊的表面温度的非预热轧制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于。特别是关于以压制成型、深冲加工、弯曲加工等冷加工或者温加工作为必要的弯曲性能优良的镁合金板。
技术介绍
关于以往的镁合金，例如在特开平2-57657号公报、特开平2-57658号公报、特开平6-81089号公报、特开平6-293944号公报、特开平7-188826号公报、特开2001-200349号公报、特开2001-294966号公报、特开2002-121657号公报等中记载的技术是已知的。但是，上述的现有技术，如以下所述，在镁合金的加工性方面存在大的问题。①镁单体(单一物质)或者镁合金，作为晶体获得六方最密排结构，因此在塑性加工中必要的滑移系少，尤其低于或等于200℃的温加工性显著地恶化。因此，在使用镁合金板以压制加工制作成型制品时，镁合金的加工性的恶化，成为使作业效率显著地恶化的主要原因。在对镁合金板进行压制成型加工时，在常温产生裂纹等，使加工变得非常困难，因此需要将压制加工中必要的金属模等加热至高于或等于约200℃。因此，就需要用于加热金属模的能量和设备。另外，即使在提高金属模的温度进行温加工的情况下，将变形速度(加工速度)提高至某一极限以上，为了不易导致表面裂纹等缺陷，也需要将变形速度降低至某个一定值以下。②到目前为止的镁合金板存在对冷/温压制成型性或者压制成型性给予最大影响的弯曲加工性低劣的倾向。以通过轧制得到的镁合金的变形材料作为最有通用性的材料，可以使用AZ31、AZ61等。由于这些材料中含有的Al等元素，虽然提高了镁的强度，但与此相反，使延性·韧性恶化了。一般说来，强度一上升，成为延性·韧性的指标的断面收缩率、延伸率、弯曲性能或者深冲成型性反而恶化。通过添加锶、稀土金属等合金元素，来提高强度·韧性是可能的，但导致原料的成本增加。特别地，多余合金元素的添加，在以后要进一步重复利用阶段有引起不能去除之类的问题的可能性，成为阻碍重复利用的主要原因。③将镁合金的晶粒控制成细小就能够大致期待得到韧性的提高，但粒径的细化是有极限的，在压制成型性中最重要的弯曲加工性，使用晶粒的细化这样的手段，不能提高到一定值以上。因此，本专利技术的主要目的在于提供，具有足够强度的同时，还具有优良的弯曲加工性的。
技术实现思路
本专利技术通过限定镁合金的化学成分和轧制条件达到了上述的目的。即，本专利技术的镁合金板的制造方法，是使用轧辊将按质量％计，含有Al0.1～10.0、Zn0.1～4.0的镁合金板进行轧制的镁合金板的制造方法，其特征是，使即将向上述轧辊插入之前的镁合金板的表面温度达到低于或等于100℃，使上述轧辊的表面温度达到100℃～300℃。对上述化学成分的镁合金，通过规定即将向轧辊插入之前的镁合金板的表面温度和轧辊的表面温度进行轧制，得到具备足够强度的同时，还可以得到弯曲加工性优良的镁合金板。特别，能够得到抗拉强度大于或等于250N/mm2、延伸率大于或等于15％的镁合金板。以下，将轧制前的轧制板表面温度控制在100℃以内，实际上进行轧制时的轧辊表面温度在高于或等于100℃低于或等于300℃进行加热的轧制方法被称做“非预热轧制”。考虑强度和韧性来选择镁合金的化学成分。如果使Al、Zn同时脱离规定范围，则存在强度或韧性降低的倾向。例如，在ASTM标准中的AZ系合金是合适的。AZ系中的AZ10是按质量％计，含有Al1.0～1.5％、Zn0.2～0.6％、Mn大于或等于0.2％、Cu小于或等于0.1％、Si小于或等于0.1％、Ca小于或等于0.4％的镁合金。AZ21是按质量％计，含有Al1.4～2.6％、Zn0.5～1.5％、Mn0.15～0.35％、Ni小于或等于0.03％、Si小于或等于0.1％的镁合金。AZ31是按质量％计，含有Al2.5～3.5％、Zn0.5～1.5％、Mn大于或等于0.15％、Cu小于或等于0.10％、Si小于或等于0.10％、Ca小于或等于0.04％的镁合金。AZ61是按质量％计，含有Al5.5～7.2％、Zn0.4～1.5％、Mn0.15～0.35％、Ni小于或等于0.05％、Si小于或等于0.1％的镁基合金。AZ91是按质量％计，含有Al8.1～9.7％、Zn0.35～1.0％、Mn大于或等于0.13％、Cu小于或等于0.1％、Ni小于或等于0.03％、Si小于或等于0.5％的镁合金。在即将向轧辊插入之前的镁合金板的表面温度没有特别的规定，但如果是常温，既不要加热又不要冷却，在能效上是最佳的。另一方面，如果轧辊温度低于100℃，在轧制中就和裂纹有关联，存在不能进行正常的轧制的情形。另外，如果轧辊温度超过300℃，除了需要使轧辊的升温设备的规模变大以外，轧制中的轧板温度过于上升，而存在得不到充分提高弯曲加工性效果的情形。一般来说，进行在沿生产线配置数个轧辊的多道次的轧制。进行非预热轧制，在多道次的轧制中至少规定最后的1道次是合适的。关于最后的1道次，通过进行非预热轧制，不管此前的道次中的轧制条件如何，都能够得到弯曲加工性优良的镁合金板。希望进行包括非预热轧制的轧制时的总压下率是大于或等于5.0％、小于或等于30.0％。因为在该总压下率不到5.0％时，得不到足够的弯曲加工性。相反，因为超过30.0％，对于轧制板的变形就变大，产生裂纹的可能性变高。按照下式求出每道次的压下率。{(各道次的轧制前板厚-各道次的轧制后板厚)/各道次的轧制前板厚}×100另外，按照下式求出总压下率。{(轧制前的板厚-最终轧制后的板厚)/轧制前的板厚}×100希望非预热轧制的轧制速度是大于或等于1.0m/min。轧制速度如果降低至该下限值，在轧制中板内的温度或上升至必要以上，或由于伴随变形速度降低的变形机构的变化，难以得到本来的非预热轧制的效果。使用润滑剂进行轧制是适合的。由于使用润滑剂，也能够使轧制板的弯曲性能有某些提高。对于润滑剂来说，可以使用一般轧制用油。润滑剂的应用方法，在进行轧制前，在镁合金板上涂布润滑剂是合适的。在非预热轧制之前，镁合金板最好在350～450℃进行大于或等于1小时固溶处理。通过该固溶处理，去除由于轧制前的加工导入的残余应力或者应变，而且能够减轻至非预热轧制的加工中形成的织构。而且，此后在接着的最终轧制过程中，能够防止镁合金板的不小心的裂纹、应变、变形。在固溶处理温度不到350℃或者不到1小时时，不能充分地去除残余应力，或减轻织构的效果小。相反，因为一超过450℃，残余应力去除等效果就达到饱和，等于浪费固溶处理中必要的能量。固溶处理时间的上限是3小时左右。另外，在轧制后，希望对镁合金板实施100～350℃的热处理。通过该热处理，去除由加工导入的残余应力或者应变，能够提高机械性能。希望热处理时间是5分钟～3小时。因为在不到100℃或者不到5分钟时，再结晶不充分，应变原封不动地残存下来，因为在超过350℃或者3小时时，晶粒过于粗化，而使弯曲性能恶化。进而，本专利技术镁合金板是按质量％计，含有Al0.1～10.0、Zn0.1～4.0的镁合金板，其特征是，在弯曲试验中不产生表面裂纹能够弯曲的最小弯曲系数B是小于或等于2。B＝r/t (r＝弯曲半径，t＝板厚，单位mm)按照上述的本专利技术方法，能够容易得到最小弯曲系数B达到小于或等于2的镁合金板。最小弯曲系数B越小，意味着弯曲加工性越优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金板的制造方法，在使用轧辊轧制按质量％计，含有Ａｌ：０．１～１０．０、Ｚｎ：０．１～４．０的镁合金板的镁合金板的制造方法中，其特征在于，使即将向上述轧辊插入之前的镁合金板的表面温度达到低于或等于１００℃，使上述轧辊的表面温度达到１００～３００℃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清水健一，河部望，岸本明，
申请(专利权)人：住友电工钢铁电缆株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]