一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法

摘要

本发明公开了一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，该方法为：对镁合金板带材施加剪切力，使镁合金板带材产生剪切变形，然后对镁合金板带材进行退火处理；所述镁合金板带材产生的剪切变形量为1%~12%；所述退火处理中，退火温度为250~400℃，退火时间为30~120分钟。本发明通过对镁合金板带材进行纯剪切变形，使镁合金板带材剪切变形处同时受拉应力与压应力的作用，晶粒c轴会朝着45°方向发生偏转，削弱基面织构，达到了提高镁合金板带材的塑性变形能力的目的，解决了现有镁合金板带材较强基面织构导致其塑性变形能力差的问题。

权利要求

1.一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，其特征在于：对镁合金板带材施加剪切力，使镁合金板带材产生剪切变形，然后对镁合金板带材进行退火处理，使镁合金板带材产生剪切变形的过程如下：先将镁合金板材与剪切模具光滑面接触部分采用润滑油润滑，通过固定螺栓（2）将镁合金板材（5）固定在剪切模具（1）内，将其置于电子万能试验机平台上，顶压滑块（3）的端部，使其在剪切模具（1）的滑槽（4）内运动，通过上述剪切模具的滑块对镁合金板材施加了剪切力，使镁合金板材产生剪切变形。

2. 根据权利要求1所述的提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，其特征在于：所述镁合金板带材产生的剪切变形量为1%~12%。

3. 根据权利要求1所述的提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，其特征在于：所述退火处理中，退火温度为250~400℃，退火时间为30~120分钟。

4. 根据权利要求1所述的提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，其特征在于：对所述镁合金板带材施加的剪切力的剪切速度为1~50mm/min。

5. 根据权利要求1至4任意一项所述的提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，其特征在于：对所述镁合金板带材施加剪切力时，镁合金板带材的剪切变形区两面被压平。

说明书

一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法

技术领域

[0001] 在此处键入技术领域描述段落。本发明属于有色金属塑性加工领域，具体涉及一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法。

背景技术

[0002] 镁合金以其优异的综合性能而被誉为是“21世纪最具发展前途的绿色金属结构材料”。镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，由于其有重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能高、尺寸稳定性高、导热性好以及易切削加工等一系列优点，所以被广泛应用于航空航天、汽车与电子等行业。

[0003] 然而，镁合金密排六方的晶体结构决定了其具有较差的塑性变形能力。由于晶体发生塑性变形时滑移总是原子排列的最密面，而滑移方向总是原子排列的最密方向，因此具有密排六方结构的镁合金，其塑性变形在低于498K时仅限于{0001}<11-20>滑移与锥面{10-12}<10-11>孪生。而且常规轧制镁合金在轧制变形过程中会形成较强的基面织构，其（0001）基面平行于轧制面，这种织构造成较大的各向异性且影响其成形性能的提高。目前如何提高镁合金的塑性变形能力已成为镁合金研究的热点。实践证明改善镁合金板带材的基面织构可有效提高其塑性变形能力，这对于变形镁合金的应用具有重大意义。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，能够削弱镁合金板带材的基面织构，从而提高镁合金板带材的塑性变形能力。

[0005] 本发明的提高镁合金板带材塑性变形能力的方法，对镁合金板带材施加剪切力，使镁合金板带材产生剪切变形，然后对镁合金板带材进行退火处理。

[0006] 进一步，所述镁合金板带材产生的剪切变形量为1%~12%。

[0007] 进一步，所述退火处理中，退火温度为250~400℃，退火时间为30~120分钟。

[0008] 进一步，对所述镁合金板带材施加的剪切力的剪切速度为1~50mm/min。

[0009] 进一步，对所述镁合金板带材施加剪切力时，镁合金板带材的剪切变形区两面被压平。

[0010] 本发明的有益效果在于：

[0011] 本发明通过对镁合金板带材进行纯剪切变形，使镁合金板带材剪切变形处同时受拉应力与压应力的作用；一方面由于受拉应力与压应力的综合作用，晶粒c轴会朝着45°方向发生偏转，削弱基面织构；另一方面，由于受压应力的作用，在镁合金板带材内部会很容易产生（10-12）拉伸孪晶，而{10-12}拉伸孪晶具有相对基体的86°旋转作用，从而会使晶粒c轴发生偏转，退火处理后孪晶消失，但部分c轴偏转的晶粒会被保留下来，所以基面织构削弱。因此，本发明通过纯剪切技术来削弱了镁合金板带材的基面织构，达到了提高镁合金板带材的塑性变形能力的目的，解决了现有镁合金板带材较强基面织构导致其塑性变形能力差的问题。

附图说明

[0012] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

[0013] 图1为对镁合金板带材施加剪切力的剪切模具的结构示意图；

[0014] 图2为镁合金板带材的剪切变形示意图；

[0015] 图3为原始镁合金板材的（0001）基面极图；

[0016] 图4为经过实施例1处理后的镁合金板材的（0001）基面极图；

[0017] 图5为经过实施例2处理后的镁合金板材的（0001）基面极图。

具体实施方式

[0018] 以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

[0019] 实施例1

[0020] 图1为对镁合金板带材施加剪切力的剪切模具的结构示意图，如图所示，先将镁合金板材与剪切模具光滑面接触部分采用润滑油润滑，通过固定螺栓2将厚度为0.6mm的镁合金板材5固定在剪切模具1内，将其置于电子万能实验机平台上，以3mm/min的速度顶压滑块3的端部，使其在剪切模具1的滑槽4内运动，位移为2mm时停止。

[0021] 通过上述剪切模具的滑块对镁合金板材施加了剪切力，使镁合金板材产生了剪切变形，剪切变形量为2%，其剪切变形示意图如图2所示；然后对镁合金板材进行退火处理，退火温度为260℃，退火时间为30分钟。

[0022] 图3为原始镁合金板材的（0001）基面极图，图4为经过实施例1处理后的镁合金板材的（0001）基面极图，由图可知，原始镁合金板材存在着较为典型的基面织构，晶粒c轴的分布主要集中在垂直于轧制方向的方向上，部分晶粒c轴倾向于轧制方向；而经实施例1处理之后，基面明显朝着45°发生了偏转，且变得更加发散，基面织构强度削弱。

[0023] 经过实施例1处理后的镁合金板材屈服强度从170.14MPa降至126.71MPa，屈强比从0.48降至0.38，塑性应变比r从2.10降至1.71，加工硬化指数n从0.28增加至0.31，延伸率从24.5%增加至26.2%，杯突值从3.14mm增加至4.02mm，塑性变形能力得到改善。

[0024] 实施例2

[0025] 图1为对镁合金板带材施加剪切力的剪切模具的结构示意图，如图所示，先将镁合金板材与剪切模具光滑面接触部分采用润滑油润滑，通过固定螺栓2将厚度为0.6mm的镁合金板材5固定在剪切模具1内，将其置于电子万能实验机平台上，以3mm/min的速度顶压滑块3的端部，使其在剪切模具1的滑槽4内运动，位移为3.5mm时停止。

[0026] 通过上述剪切模具的滑块对镁合金板材施加了剪切力，使镁合金板材产生了剪切变形，剪切变形量为5%，其剪切变形示意图如图2所示；然后对镁合金板材进行退火处理，退火温度为260℃，退火时间为30分钟。

[0027] 图3为原始镁合金板材的（0001）基面极图，图5为经过实施例2处理后的镁合金板材的（0001）基面极图，由图可知，原始镁合金板材存在着较为典型的基面织构，晶粒c轴的分布主要集中在垂直于轧制方向的方向上，部分晶粒c轴倾向于轧制方向；而经实施例2处理之后，基面明显朝着45°发生了偏转，且变得更加发散，基面织构强度进一步削弱。

[0028] 经过实施例2处理后的镁合金板材屈服强度从170.14MPa降至107.86，屈强比从0.48降至0.33，塑性应变比r从2.10降至1.21，加工硬化指数n从0.28增加至0.34，延伸率从24.5%增加至27.4%，杯突值从3.14mm增加至4.81，塑性变形能力得到改善。

[0029] 实施例3

[0030] 图1为对镁合金板带材施加剪切力的剪切模具的结构示意图，如图所示，先将镁合金板材与剪切模具光滑面接触部分采用润滑油润滑，通过固定螺栓2将厚度为0.6mm的镁合金板材5固定在剪切模具1内，将其置于电子万能实验机平台上，以3mm/min的速度顶压滑块3的端部，使其在剪切模具1的滑槽4内运动，位移为5.5mm时停止。

[0031] 通过上述剪切模具的滑块对镁合金板材施加了剪切力，使镁合金板材产生了剪切变形，剪切变形量为9%，其剪切变形示意图如图2所示；然后对镁合金板材进行退火处理，退火温度为260℃，退火时间为30分钟。

[0032] 经过实施例3处理后的镁合金板材屈服强度从170.14MPa降至98.79MPa，屈强比从0.48降至0.31，塑性应变比r从2.10降至1.22，加工硬化指数n从0.28增加至0.40，延伸率从24.5%增加至25.5%，杯突值从3.14mm增加至4.99，塑性变形能力得到改善。

[0033] 本发明中，剪切变形量并不局限于上述实施例，剪切变形量可以根据板带材厚度等多种因素确定，优选的剪切变形量为1%~12%，剪切力的剪切速度优选1~50mm/min；上述实施例中，对镁合金板材施加剪切力时，通过剪切模具将镁合金板材的剪切变形区两面压平，主要是为了防止镁合金板材起皱。

[0034] 本发明中，剪切变形后进行退火处理主要是为了消除残余应力、孪晶与加工硬化，退火温度、退火时间等并不局限于上述实施例，常规镁合金加工工艺中的退火温度、退火时间均适用于本发明的方法，优选的退火温度为250~400℃，优选的退火时间为30~120分钟。

[0035] 本发明通过对镁合金板带材进行纯剪切变形，使镁合金板带材剪切变形处同时受拉应力与压应力的作用；一方面由于受拉应力与压应力的综合作用，晶粒c轴会朝着45°方向发生偏转，削弱基面织构；另一方面，由于受压应力的作用，在镁合金板带材内部会很容易产生（10-12）拉伸孪晶，而{10-12}拉伸孪晶具有相对基体的86°旋转作用，从而会使晶粒c轴发生偏转，退火处理后孪晶消失，但部分c轴偏转的晶粒会被保留下来，所以基面织构削弱。从上述实施例可以看出，本发明降低了屈服强度与各向异性，提高了加工硬化指数、延伸率与杯突值，证明本发明达到了提高镁合金板带材的塑性变形能力的目的。

[0036] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。