本發(fā)明涉鎂合金的擠壓變形加工領(lǐng)域，特別涉及一種aq80m鎂合金板材二次熱擠壓工藝。

背景技術(shù)：

鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、導(dǎo)熱性好、減震能力強(qiáng)、易切削、可回收以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)材料在汽車(chē)、電子通信、航空航天和國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

相對(duì)與mg-re系鎂合金而言mg-al系成本低廉，同時(shí)，該系合金塑性優(yōu)于多數(shù)mg-re系。但由于主要析出相熔點(diǎn)437℃，故耐熱性能差。添加ag、re等元素后，合金中析出相體積分?jǐn)?shù)增加，抑制了第二相的不連續(xù)析出，從而提高了合金耐熱性能。在常規(guī)塑性變形方式，如擠壓、鍛造、軋制等條件下，合金晶粒得到細(xì)化，從而提高了材料強(qiáng)度。若同時(shí)考慮織構(gòu)強(qiáng)化因素，選用合適的工藝獲得比單次變形強(qiáng)度更高的織構(gòu)特征，可以進(jìn)一步提高合金強(qiáng)度。

鎂具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫及低溫下可動(dòng)滑移系不足，塑性變形能力差，嚴(yán)重限制了鎂合金的應(yīng)用。傳統(tǒng)擠壓均為一次擠壓成板，材料往往受限于高溫成板故而織構(gòu)強(qiáng)度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種aq80m鎂合金板材二次熱擠壓工藝。

本發(fā)明的aq80m鎂合金的質(zhì)量百分成分為al7.5-9.0％、ag0.02-0.8％、zn0.35-0.55％、mn0.05-0.20％、re0.01-0.10％、ca0.001-0.002％、fe≤0.02％、si≤0.05％、cu≤0.02％、ni≤0.001％，其余為mg及不可去除的雜質(zhì)元素。

本發(fā)明的aq80m鎂合金二次熱擠壓工藝，包括如下步驟：

1)將鎂合金坯料去皮后進(jìn)行雙級(jí)均勻化處理；

2)將經(jīng)過(guò)雙級(jí)均勻化預(yù)處理后的鎂合金坯料加熱至340-420℃，保溫1-3h后，以2-9的擠壓比，1.5-6mm/s的擠壓速度進(jìn)行一次熱擠壓變形，得到棒材；

3)將步驟2)中得到的鎂合金棒材加熱至340-380℃，保溫1-3h后，以5-8的擠壓比，4-12mmmm/s的擠壓速度進(jìn)行二次熱擠壓變形得到鎂合金板材；

4)將步驟3)中得到的鎂合金板材進(jìn)行熱處理得到最終產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，步驟2)中熱擠壓用的擠壓筒和擠壓模具溫度保持在340℃-420℃之間。

進(jìn)一步的，步驟2)中鎂合金坯料加熱溫度為380-410℃，保溫時(shí)間為1-3h，擠壓速度為2-4mm/s。

進(jìn)一步的，步驟4)中的熱處理工藝為：將鎂合金板材在380-410℃保溫1-3h后冷卻；接著在150-200℃下進(jìn)行等溫時(shí)效熱處理20-40h得到最終擠壓產(chǎn)品，鎂合金時(shí)效處理時(shí)，時(shí)效溫度選取溫度過(guò)低時(shí)，達(dá)到峰值時(shí)效的時(shí)間會(huì)明顯增加，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中成本升高；選取溫度過(guò)高時(shí)，則合金峰值時(shí)效時(shí)由于析出相體積分?jǐn)?shù)降低，析出相強(qiáng)化效果減弱等原因合金的強(qiáng)度降低，本發(fā)明通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擠壓后鎂合金板材時(shí)效處理溫度在150-200℃之間時(shí)，不僅可以快速到達(dá)峰值時(shí)效，而且不會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高導(dǎo)致合金強(qiáng)度降低。

進(jìn)一步的，步驟1)中所述鎂合金坯料為鎂合金半連續(xù)鑄造坯料，規(guī)格為ф580-610mm，長(zhǎng)度大于等于1500mm。

進(jìn)一步的，為減少或消除非平衡共晶相，同時(shí)避免合金過(guò)燒，步驟1)中雙級(jí)均勻化退火工藝為：將鎂合金坯料在250-300℃退火10-20h后升溫至380-410℃，保溫20-30h后快速冷卻，防止錠坯在冷卻過(guò)程中發(fā)生第二相的析出。

進(jìn)一步的，步驟3)中鎂合金棒材加熱溫度為360-380℃，保溫時(shí)間為1-3h，擠壓速度為6-8mm/s。

進(jìn)一步的，以上技術(shù)方案中，步驟3)中得到的鎂合金板材寬度為145-160mm，厚后為55-70mm，長(zhǎng)度≥5000mm。

鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，在變形過(guò)程中易于形成強(qiáng)織構(gòu)，本合金高溫條件下強(qiáng)度高低最主要的影響因素為織構(gòu)，當(dāng)擠壓工藝適合形成沿著擠壓方向的強(qiáng)絲織構(gòu)時(shí)，材料屈服主要通過(guò)柱面滑移實(shí)現(xiàn)，而柱面滑移的臨街剪切應(yīng)力明顯高于基面滑移，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。鎂合金板材擠壓成形因其成分的不同，成形工藝也不同，因此在鎂合金板材擠壓成形過(guò)程中，針對(duì)不同牌號(hào)的鎂合金其成形工藝(擠壓溫度、擠壓比、擠壓速度、擠壓模具溫度等)往往有很大的不同，本發(fā)明針對(duì)aq80m鎂合金設(shè)計(jì)出一種新的成形工藝，在采用一次擠壓圓棒+二次擠壓板材的復(fù)合工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化擠壓溫度、擠壓比和擠壓速度等工藝參數(shù)，最終得出一次擠壓溫度為340-420℃，擠壓比2-9，出口速度1.5-6mm/s；二次擠壓溫度為340-380℃，擠壓比為5-8，出口速度為4-12mm/s時(shí)，不僅能最大限度發(fā)揮材料塑性，同時(shí)更有利于合金再結(jié)晶和獲得更高的織構(gòu)特征，實(shí)現(xiàn)材料的細(xì)晶強(qiáng)化和織構(gòu)強(qiáng)化，能夠得到寬145-160mm,厚55-70mm，長(zhǎng)度≥5000mm的板材，上述工藝條件下制得的板材在150-200℃下進(jìn)行等溫時(shí)效熱處理20-40h后高溫抗拉強(qiáng)度≥250mpa,屈服強(qiáng)度≥190mpa，延伸率≥25％。

附圖說(shuō)明

圖1為二次擠壓板材的宏觀圖片。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例采用鎂合金半連續(xù)鑄造坯料為φ580mm，長(zhǎng)度1600mm，擠壓后板材的規(guī)格為寬160mm,厚70mm，長(zhǎng)度≥5000mm。

將上述坯料車(chē)削去皮后進(jìn)行250℃/10h+410℃/20h的均勻化處理；接著加熱擠壓模具及擠壓筒，模具溫度為380℃，擠壓筒溫度為420℃，然后將鎂合金坯料加熱至380℃保溫3h后放入擠壓筒中，在10000t臥式油壓機(jī)上進(jìn)行擠壓得到一次擠壓棒材，擠壓比為3，出口速度為4mm/s；鋸切下料后長(zhǎng)600mm的一次擠壓棒材隨后經(jīng)380℃保溫3h，于380℃的擠壓筒和模具之內(nèi)進(jìn)行二次擠壓，擠壓比為5，出口速度12mm/s，擠壓后板材在380℃保溫3h后冷卻接著在175℃下進(jìn)行等溫時(shí)效熱處理30h后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)比實(shí)施例1

對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例1所不同的是，一次擠壓時(shí)擠壓比為11，錠坯、擠壓筒和模具溫度分別為360℃、380℃、360℃，其余工藝參數(shù)均與實(shí)施例相同，得到的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2，擠壓后板材的規(guī)格為寬155mm,厚60mm，長(zhǎng)度≤4000mm。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用鎂合金半連續(xù)鑄造坯料規(guī)格為φ580mm，長(zhǎng)度1800mm，擠壓后板材的規(guī)格為寬145mm,厚55mm，長(zhǎng)度≥5000mm。

將上述坯料車(chē)削去皮后進(jìn)行300℃/15h+400℃/25h的均勻化處理；接著加熱擠壓模具及擠壓筒，模具溫度為340℃，擠壓筒溫度為380℃，然后將鎂合金坯料加熱至340℃保溫1h后放入擠壓筒中，在10000t臥式油壓機(jī)上進(jìn)行擠壓得到一次擠壓棒材，擠壓比為9，出口速度為1.5mm/s，鋸切下料后長(zhǎng)800mm的一次擠壓棒材隨后經(jīng)340℃保溫1h，于360℃的擠壓筒和模具之內(nèi)擠壓，擠壓比8，出口速度6mm/s，擠壓后板材在410℃保溫1h后冷卻接著在200℃下進(jìn)行等溫時(shí)效熱處理20h后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1，擠壓后的宏觀圖片見(jiàn)圖1。

對(duì)比實(shí)施例2

對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例1所不同的是，二次擠壓時(shí)擠壓比為9，錠坯、擠壓筒和模具溫度分別為400℃、420℃、400℃，其余工藝參數(shù)均與實(shí)施例2相同，得到的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2，擠壓后板材的規(guī)格為寬150mm,厚60mm，長(zhǎng)度≤4000mm。

實(shí)施例3

本實(shí)施例采用鎂合金半連續(xù)鑄造坯料φ610mm，長(zhǎng)度1500mm，擠壓后板材的規(guī)格為寬155mm,厚63mm，長(zhǎng)度≥5000mm。

將上述坯料車(chē)削去皮后進(jìn)行270℃/20h+380℃/30h的均勻化處理；接著加熱擠壓模具及擠壓筒，模具溫度為420℃，擠壓筒溫度為340℃，然后將鎂合金坯料加熱至420℃保溫1h后放入擠壓筒中，在10000t臥式油壓機(jī)上進(jìn)行擠壓得到一次擠壓棒材，擠壓比為6，出口速度為2.5mm/s；鋸切下料后長(zhǎng)400mm的一次擠壓棒材隨后經(jīng)360℃保溫2h，于340℃的擠壓筒和模具之內(nèi)擠壓，擠壓比6，出口速度4mm/s，擠壓后板材在400℃保溫1h后冷卻接著在150℃下進(jìn)行等溫時(shí)效熱處理40h后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。

對(duì)比實(shí)施例3

對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例1所不同的是，一次擠壓時(shí)擠壓比為10，錠坯、擠壓筒和模具溫度分別為420℃、400℃、400℃，其余工藝參數(shù)均與實(shí)施例3相同，得到的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2，擠壓后板材的規(guī)格為寬145mm,厚50mm，長(zhǎng)度≤4000mm。

表1實(shí)施例得到的二次擠壓板材150℃拉伸力學(xué)性能

表2對(duì)比實(shí)施例得到的二次擠壓板材150℃拉伸力學(xué)性能