專利名稱：改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有色金屬塑性加工領(lǐng)域，具體涉及一種改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法。
背景技術(shù)：
作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金具有很多優(yōu)點(diǎn)，如比強(qiáng)度高、比剛度高和較高的電磁屏蔽性能等，因此鎂合金被廣泛應(yīng)用于汽車和電子工業(yè)。近些年來(lái)，航空、航天、汽車、 3C產(chǎn)品以及軍工等領(lǐng)域?qū)︽V合金的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)其力學(xué)性能的要求也不斷提高，傳統(tǒng)鑄造鎂合金已經(jīng)漸漸無(wú)法滿足要求，這種情況下，采用擠壓、軋制、鍛造等塑性加工工藝生產(chǎn)的變形鎂合金產(chǎn)品，由于具有更好的力學(xué)性能、多樣化的結(jié)構(gòu)而越來(lái)越受到重視。然而常用鎂合金為密排六方結(jié)構(gòu)，基面滑移的臨界剪切應(yīng)力(CRSS)遠(yuǎn)低于非基面滑移，低于498K時(shí)，滑移面主要是基面{0001}，滑移方向是<11-20>，也就是只有一個(gè)主要滑移面和兩個(gè)獨(dú)立的滑移系，變形主要通過(guò)錐面孿生、晶界滑移等來(lái)協(xié)調(diào)，因此室溫沖壓成形性能很差，限制了變形鎂合金的廣泛使用。因此，改善鎂合金板材的沖壓成形性能，是發(fā)展鎂合金塑性加工手段的前提和保障，對(duì)于變形鎂合金產(chǎn)品的廣泛使用具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，能解決鎂合金板材變形過(guò)程中晶粒取向不利導(dǎo)致沖壓成形性能很差的問(wèn)題，有效改善鎂合金板材的沖壓成形性能。本發(fā)明的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，對(duì)鎂合金板材行進(jìn)室溫拉伸或室溫軋制，使其變形量為29TlO%，拉伸或軋制結(jié)束后對(duì)鎂合金板材進(jìn)行退火處理。進(jìn)一步，所述退火處理中，退火溫度為25(T400°C，退火時(shí)間為3(Γ120鐘； 進(jìn)一步，所述室溫拉伸時(shí)，拉伸速度為廣5mm/min ；
進(jìn)一步，所述室溫拉伸時(shí)，拉伸速度為3mm/min ； 進(jìn)一步，所述室溫軋制時(shí)，軋制速度為flOr/min ； 進(jìn)一步，所述室溫軋制時(shí)，軋制速度為3r/min。本發(fā)明的有益效果在于再結(jié)晶理論認(rèn)為，當(dāng)變形度達(dá)到29TlO%時(shí)，金屬中只有部分晶粒變形，變形極不均勻，再結(jié)晶時(shí)晶粒大小相差懸殊，容易互相吞并并長(zhǎng)大，再結(jié)晶后晶粒特別粗大，這個(gè)變形度稱為臨界變形度。通常認(rèn)為，生產(chǎn)中應(yīng)盡量避開臨界變形度下的加工。然而，本發(fā)明克服了上述技術(shù)偏見，通過(guò)拉伸或軋制使鎂合金板材在臨界變形度范圍(29Γ109Ο內(nèi)發(fā)生變形，隨后進(jìn)行退火處理，獲得具有較大晶粒尺寸的鎂合金板材，而較大尺寸的晶粒在變形過(guò)程中易于孿生，孿生改變了晶粒取向，使不利于滑移的晶體學(xué)取向變得有利，利用孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)提高了鎂合金板材的沖壓成形性能。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例1
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在室溫下沿軋制方向拉伸變形10%，拉伸速度為3mm/min，然后在260°C退火60分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到20. 9 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至142. 5Mpa，屈強(qiáng)比由 0. 54降至0. 49，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 24，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 98， 杯突值由3. 18mm增加至4. 88mm，提高了 53. 5%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例2
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在室溫下沿軋制方向拉伸變形8%，拉伸速度為3mm/min，然后在260°C退火120分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到26. 6 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至130. 7Mpa，屈強(qiáng)比由 0. 54降至0. 46，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 25，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 71， 杯突值由3. 18mm增加至4. 96mm，提高了 56%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例3
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在室溫下沿軋制方向拉伸變形5%，拉伸速度為3mm/min，然后在260°C退火90分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5μπι±曾力卩到35. 3μπι，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至130. 7Mpa，屈強(qiáng)比由 0. 54降至0. 47，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 24，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 50， 杯突值由3. 18mm增加至5. ^mm,提高了 65. 4%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例4
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)上，在室溫下沿軋制方向拉伸變形2%，拉伸速度為3mm/min，然后在260°C退火30分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7.5μπι±曾力卩到10.4μπι，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至153. 2Mpa，屈強(qiáng)比由 0. 54降至0. 50，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 21，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至2. 05， 杯突值由3. 18mm增加至4. 30mm，提高了 35. 2%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例5
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于小型精密軋機(jī)上，在室溫下沿軋制方向軋制變形10%，軋制速度為3r/min，然后在260°C退火80分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到21. 3 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至139. 6Mpa，屈強(qiáng)比由0. 54 降至0. 47，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 23，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 92，杯突值由3. 18mm增加至4. 91mm，提高了 54. 4%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例6
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于小型精密軋機(jī)上，在室溫下沿軋制方向軋制變形8%，軋制速度為3r/min，然后在260°C退火120分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到25. 4 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至132. 4Mpa，屈強(qiáng)比由0. 54 降至0. 48，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 24，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 78，杯突值由3. 18mm增加至5. 01mm，提高了 57. 5%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例7將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于小型精密軋機(jī)上，在室溫下沿軋制方向軋制變形5%，軋制速度為3r/min，然后在退火90分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到36. 5 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至128. 4Mpa，屈強(qiáng)比由0. 54 降至0. 45，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 24，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至1. 48，杯突值由3. 18mm增加至5. 19mm，提高了 63. 2%，沖壓成形性能得到改善。實(shí)施例8
將厚度為0. 6mm的軋制鎂合金板材置于小型精密軋機(jī)上，在室溫下沿軋制方向軋制變形洲，軋制速度為3r/min，然后在退火30分鐘，取出空冷。經(jīng)處理后的鎂合金板材的晶粒尺寸由7. 5 μ m增加到11. 7 μ m，屈服強(qiáng)度由169. 7MPa降至155. 4Mpa，屈強(qiáng)比由0. 54 降至0. 51，加工硬化指數(shù)η值由0. 20增加至0. 21，塑性應(yīng)變比r值由2. 39降至2. 12，杯突值由3. 18mm增加至4. 41mm，提高了 38. 7%，沖壓成形性能得到改善。本發(fā)明使鎂合金板帶材在臨界變形度范圍(29Γ109Ο內(nèi)變形，由于冷變形過(guò)程中鎂合金板材內(nèi)部產(chǎn)生較大的儲(chǔ)能，在隨后的退火過(guò)程中板材內(nèi)部發(fā)生了再結(jié)晶，晶粒異常長(zhǎng)大，從而獲得具有較大晶粒尺寸的鎂合金板材，較大尺寸的晶粒可以促進(jìn)變形過(guò)程中孿晶的形成，而孿晶(如{10-12})可以引起晶格轉(zhuǎn)動(dòng)，使部分處于硬取向的晶粒轉(zhuǎn)向軟取向，從而改善鎂合金板材的沖壓成形性能。從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明可降低鎂合金板材的屈服強(qiáng)度、屈強(qiáng)比以及塑性應(yīng)變比r值，提高加工硬化指數(shù)η值和杯突值，提高板材的沖壓成形性能，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、加工效率高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，本發(fā)明中的退火溫度、拉伸速度以及軋制速度等并不局限于上述實(shí)施例，常規(guī)鎂合金加工工藝中的退火溫度、拉伸速度以及軋制速度等均適用于本發(fā)明的方法。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于對(duì)鎂合金板材行進(jìn)室溫拉伸或室溫軋制，使其變形量為29TlO%，拉伸或軋制結(jié)束后對(duì)鎂合金板材進(jìn)行退火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于所述退火處理中，退火溫度為25(T400°C，退火時(shí)間為3(Γ120鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于所述室溫拉伸時(shí)，拉伸速度為廣5mm/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于所述室溫拉伸時(shí)，拉伸速度為3mm/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于所述室溫軋制時(shí)，軋制速度為廣lOr/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，其特征在于所述室溫軋制時(shí)，軋制速度為3r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善鎂合金板材沖壓成形性能的方法，對(duì)鎂合金板材行進(jìn)室溫拉伸或室溫軋制，使其變形量為2%~10%，拉伸或軋制結(jié)束后對(duì)鎂合金板材進(jìn)行退火處理；本發(fā)明克服了技術(shù)偏見，通過(guò)拉伸或軋制使鎂合金板材在臨界變形度范圍(2%~10%)內(nèi)發(fā)生變形，隨后進(jìn)行退火處理，獲得具有較大晶粒尺寸的鎂合金板材，而較大尺寸的晶粒在變形過(guò)程中易于孿生，孿生改變了晶粒取向，使不利于滑移的晶體學(xué)取向變得有利，利用孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)提高了鎂合金板材的沖壓成形性能。
文檔編號(hào)C22F1/06GK102392203SQ201110333370
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張華 , 王利飛, 黃光勝 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)