金屬板材的軋制方法
2023-09-21 00:31:15 1
專利名稱：金屬板材的軋制方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬加工方法，具體涉及一種金屬板材的軋制方法。
背景技術：
鎂合金作為最輕的結構合金，已經逐漸被應用到航空航天、汽車、摩託車、電子產 品等領域，而對其力學性能的要求也越來越高。傳統的鑄造鎂合金已經漸漸無法滿足要求， 採用擠壓、軋制、鍛造等塑性加工工藝生產的變形鎂合金產品，由於具有更好的力學性能、 多樣化的結構而越來越受到重視。其中軋制因更容易大規模生產大件型材而受到廣泛關注。但是，由於鎂是密排六方結構，在室溫只有3個滑移系，不滿足5個滑移系的多晶 體塑性變形協調性原則，所以其塑性較低。另鎂合金的體積熱容較小1781J/(dm3*K)，升溫 和散熱降溫都比較快，在軋制變形中溫度下降很快，且不均勻，還由於基面織構等原因，易 發生邊裂和裂紋。目前鎂合金的軋製成型多採用普通的軋制工藝，軋制後的組織有強烈的 (0002)基面織構，不利於後續加工成型。因此，滑移系少、孿生和較強的基面織構導致的成 型困難是鎂合金軋製成型的重要特點，嚴重影響下一道次軋制和二次成型。所以現在鎂合 金的軋制工藝多採用小壓下量，多道次，中間退火的方式進行，需要的工序很多，生產效率 不高。因此，需要一種能夠減少邊裂，提高成型性的軋制工藝，來提高軋制工作效率，降 低生產成本。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種金屬板材的軋制方法，能夠減少金屬板材 在軋制過程中的邊裂，提高軋制工作效率，降低生產成本。本發明的金屬板材的軋制方法，包括預處理步驟和軋制步驟，所述預處理步驟為 在軋制步驟前先對板材施加一個沿板材橫向的壓應力或沿板材法向的拉應力，使板材產生
塑性應變。進一步，板材在所述沿板材橫向的壓應力或沿板材法向的拉應力作用下產生的塑 性應變量為 20% ；進一步，對板材進行所述預處理步驟和軋制步驟後，再進行所述預處理步驟和軋 制步驟，直到板材達到目標厚度；進一步，進行所述預處理步驟時，板材溫度為200 400°C ；進一步，在所述預處理步驟和軋制步驟之間，還包括一個保溫步驟，所述保溫步驟 為將板材在200 400°C下保溫30分鐘；進一步，所述軋制步驟中，軋輥溫度為200 400°C。本發明的有益效果在於本發明在板材軋制之前，先對板材進行預處理，即通過對 板材施加特定的應力來改變板材的織構取向，使基面發生偏轉，從而減弱或者消除了基面織構，從而很大程度提高了板材的軋製成形性，就是能很大的壓下量還不出現裂紋，因此能 夠減少板材在軋制過程中的邊裂，提高了軋制工作效率，降低了生產成本；本發明對鎂合金 等密排六方晶體結構的金屬軋制具有通用性，鎂合金單道次軋制壓下量大於60%，不會出 現邊裂。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進 一步的詳細描述，其中圖1為鎂合金板材的方向示意圖。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。實施例1 先對一塊鎂合金板材進行預處理，即在400°C下沿板材橫向(圖1中A向為軋制方 向，B向為橫向，C向為法向)施加壓應力，所述壓應力大於板材在橫向上的屈服應力，因此 板材會產生塑形應變，當應變達到20%時，停止預處理，然後將板材送入軋輥軋制，軋輥溫 度為常溫，壓下量為63%，得到的鎂合金板材沒有出現邊裂等缺陷。實施例1中，通過對板材施加沿板材橫向的壓應力來使(0002)基面垂直於橫向， 也是平行於法向，有效的減少了基面(即垂直於法向的面)的織構；因此，對板材施加的應 力還可以是沿板材法向的拉應力，因為這樣原理與實施例1相同，也可以使基面向平行於 法向偏轉，有效減少基面織構。在實際應用中，本實施例中預處理時的溫度和應變都可以調整，理論上可在任何 溫度，只要應力大於屈服應力，使板材產生塑形應變，改變了基面織構方向，就可以達到本 發明的效果；但是為了得到最好的效果，需要根據實際情況調整工藝參數，最理想的應變範 圍是 20%，因為應變太小，效果不明顯，應變太大，板材表面已經不光潔，可能需要切 削等加工後才能軋制；而預處理時的最佳溫度為200 400°C，因為在此高溫下，板材的屈 服應力較小，容易實現應力大於屈服應力。另外，雖然本實施例中軋輥溫度為常溫，但軋輥溫度也可以調整，根據鎂合金板材 的軋製成形性，熱軋過程中會發生動態再結晶，可以細化組織，且熱軋得到的板材孿晶較 少，所以熱軋板材的綜合力學性能較好；因此最好是熱軋，軋輥溫度在200 400°C，還可以 在所述預處理步驟和軋制步驟之間，增加一個保溫步驟，所述保溫步驟為將板材在200 400°C下保溫30分鐘。在實際應用中，為了使板材達到目標厚度，如果一道次軋制不夠，還可以重複多 次，即對板材進行所述預處理步驟和軋制步驟後，再進行所述預處理步驟和軋制步驟，直到 板材達到目標厚度。對照實施例1 將一塊與實施例1相同的鎂合金板材在400°C下沿板材法向施加壓應力，所述壓 應力大於板材在法向上的屈服應力，因此板材會產生塑形應變，當應變達到20%時，停止施 加壓應力，然後將板材送入軋輥軋制，軋輥溫度為常溫，壓下量為63%，得到的鎂合金板材有少量邊裂。對照實施例2 將一塊與實施例1相同的鎂合金板材直接送入軋輥軋制，軋輥溫度為常溫壓下量 為63%，得到的鎂合金板材邊裂很嚴重。將實施例1與對照實施例1、2對比，可以看出實施例1的板材先經過施加沿板 材橫向的壓應力，在大壓下量的軋制過程中，沒出現裂紋；對照實施例2的板材裂紋非常嚴 重；對照實施例1雖然比對照實施例2裂紋少很多，但其效果與實施例1相比，還是存在較 大差距，因為對照實施例1施加應力的方向不對，不能使基面發生了偏轉，不能減少基面織 構，其之所以能減少裂紋是因為在應力的作用下組織發生了動態再結晶，組織細化，所以能 在一定程度提高塑性，但其效果不夠理想，而且這樣會造成強烈的基面織構，在多道次的軋 制中，裂紋又會大量出現。因此採用本發明的軋制工藝，減少或消除了板材的基面織構，所 以更利於下一道次軋制，利於較大壓下量，一道次或多道次軋制，有效減少了常規軋制的道 次數量和時間，節約了能源和成本。本發明除適用於鎂合金板材外，還對鎂合金以外的其他密排六方晶體結構的金屬 板材的軋制具有通用性，因密排六方金屬在常規軋制時會產生強烈的基面織構，影響下一 道次軋制和二次成型，本發明是利用施加一定的應力來改變板材的織構取向，使(0002)面 發生了偏轉，從而減弱或者消除了基面織構，從而極大提高了板材下一道次軋制的成形性。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過參 照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可 以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明 的精神和範圍。
權利要求
1.金屬板材的軋制方法，包括預處理步驟和軋制步驟，其特徵在於所述預處理步驟 為在軋制步驟前先對板材施加一個沿板材橫向的壓應力或沿板材法向的拉應力，使板材產生塑性應變。
2.根據權利要求1所述的金屬板材的軋制方法，其特徵在於；板材在所述沿板材橫向 的壓應力或沿板材法向的拉應力作用下產生的塑性應變量為 20%。
3.根據權利要求1所述的金屬板材的軋制方法，其特徵在於對板材進行所述預處理 步驟和軋制步驟後，再進行所述預處理步驟和軋制步驟，直到板材達到目標厚度。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的金屬板材的軋制方法，其特徵在於進行所述 預處理步驟時，板材溫度為200 400°C。
5.根據權利要求4所述的金屬板材的軋制方法，其特徵在於在所述預處理步驟和軋 制步驟之間，還包括一個保溫步驟，所述保溫步驟為將板材在200 400°C下保溫30分鐘。
6.根據權利要求5所述的金屬板材的軋制方法，其特徵在於所述軋制步驟中，軋輥溫 度為200 4000C ο
全文摘要
本發明的金屬板材的軋制方法，包括預處理步驟和軋制步驟，所述預處理步驟為在軋制步驟前先對板材施加一個沿板材橫向的壓應力或沿板材法向的拉應力，使板材產生塑性應變；本發明在板材軋制之前，先對板材進行預處理，即通過對板材施加特定的應力來改變板材的織構取向，從而減弱或者消除了基面織構，從而很大程度提高了板材的軋製成形性，就是能很大的壓下量還不出現裂紋，因此能夠減少板材在軋制過程中的邊裂，提高了軋制工作效率，降低了生產成本；本發明對鎂合金等密排六方晶體結構的金屬軋制具有通用性，鎂合金單道次軋制壓下量大於60％，不會出現邊裂。
文檔編號B21B1/22GK102000695SQ20101028855
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者蘭偉, 劉渝萍, 張丁非, 徐杏杏, 戴慶偉, 方霖 申請人:重慶大學