一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法
2024-02-05 02:58:15
專利名稱：一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種複合板帶材的製備方法，特別涉及一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法。
背景技術：
自上世紀90年代中期以來，隨著經濟的飛速發展，由於世界能源、資源危機與環境汙染等問題日趨嚴重，在迫切要求節能、減汙和節省地球有限資源的今天，鎂合金材料的開發和應用越來越受到世界各國的重視；鎂合金以其密度最小、比強度和比剛度高、資源豐富、電磁屏蔽性好、抗輻射、熱中子俘獲截面下、熱成形性好、以及易於機械加工及良好的機械性能和阻尼減振降噪能力等獨特的性能引起了人們普遍關注，全球掀起了鎂合金開發應用的熱潮；然而由於鎂合金自身存在耐腐蝕性能差、在室溫和低溫條件下塑性較差、室溫變形較難等缺點，嚴重製約了其應用，解決鎂合金耐蝕性能及加工性能成為當今研究之急需。
發明內容
本發明的目的就是針對現有技術中制約鎂及鎂合金生產和應用的兩大關鍵問題，即室溫塑性變形能力低和耐腐蝕性能差的不足，提供一種通過在鎂及鎂合金基材之間和外表面上包復鋁或鋁合金，利用鋁及鋁合金塑性變形優良和很好的耐腐蝕性能來改善鎂的冷軋塑性變形和提高抗腐蝕性能的高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟
a)、平整
分別對鎂合金板材和對鋁合金板材進行校平處理，然後進行裁邊，使鎂合金芯層的寬度比包復層鋁板的寬度小5 30mm ;
b)、清洗
首先用質量百分比濃度為20 95%的乙醇清洗待覆合的鎂合金板和鋁板表面，將待覆合的鎂合金板和鋁板表面的油汙清洗乾淨；再用質量百分比濃度為10% 30%、溫度為50 60°C的NaOH溶液清洗3 10分鐘，用清水衝洗乾淨；再用質量百分比濃度約為5% 15%的HNO3溶液清洗3 10分鐘；再用清水衝洗乾淨，再用冷風吹乾；
C)、打毛
用鋼絲直徑為O. 3 O. 6mm的硬鋼絲刷對需要軋制複合的鋁板和鎂合金板的表面進行打毛處理；
d)、預複合處理
軋制複合前將已進行表面預處理鎂合金板材、鋁合金板材按照Al/Mg/Al/Mg/Al的順序疊放，並給予2 6KPa的壓力製成複合板還預軋件；
e)、溫軋焊合
將複合板坯預軋件放入在SO2作為加熱保護氣體的熱處理爐內，隨爐升溫至400 460°C，保溫0. 5 4小時，然後在SO2保護氣氛下進行軋制，溫軋前3 5道次的壓下量控制在鋁鎂複合板總厚度的5 8%，接下來溫軋道次變形量控制在10 20% ;最後2道次溫精軋的壓下率控制在3 5%，軋制速度為0. 5 0. 8m/s,終軋溫度高於280°C ；
f)、退火熱處理
鎂鋁合金複合板帶材擴散退火工藝為230°C 360°C保溫4 8小時，退火時採用SO2氣體保護，冷卻方式為空冷，冷卻後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材。由於採用了上述技術方案，通過在鎂及鎂合金基材之間和外表面上包復鋁或鋁合 金，利用鋁及鋁合金塑性變形優良和很好的耐腐蝕性能來改善鎂的冷軋塑性變形和提高抗腐蝕性能。優選的，所述包復層鋁板的鋁合金為純度為98. 8% 99. 7%的鋁。進一步優選的，所述包復層鋁板的鋁合金為牌號為1080、1080A、1070、107000A(L1)、1370、1060 (L2)、1050、1050A (L3)、1A50 (LB2)、1350、1145、1035 (L4)、1A30 (L4-1)、1100 (L5-1)、1200 (L-5)、1235 中的一種。優選的，所述鎂合金芯層的鎂合金為牌號為MgMn2、MgA13Zn、MgA16Zn3、MgA18Zn、MgZn6Zr、AZ61A、AZ90A、AZ31B 鎂合金中的一種。優選的，所述包復層鋁板的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的0. 4 50%。進一步優選的，所述包復層鋁板的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的2 15%。本發明一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法的有益效果是，通過在鎂及鎂合金基材之間和外表面上包復鋁或鋁合金，利用鋁及鋁合金塑性變形優良和很好的耐腐蝕性能來改善鎂的冷軋塑性變形和提高抗腐蝕性能。
圖I是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。實施例I
參見圖1，一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟
a)、平整
分別對鎂合金板材和對鋁合金板材進行校平處理，然後進行裁邊，使鎂合金芯層2的覽度比包見層招板I的覽度小5mm ；
b)、清洗
首先用質量百分比濃度為20%的乙醇清洗待覆合的鎂合金板和鋁板表面，將待覆合的鎂合金板和鋁板表面的油汙清洗乾淨；再用質量百分比濃度為10%%、溫度為50°C的NaOH溶液清洗3分鐘，用清水衝洗乾淨；再用質量百分比濃度約為5%%的HNO3溶液清洗3分鐘；再用清水衝洗乾淨，再用冷風吹乾；C)、打毛
用鋼絲直徑為O. 3mm的硬鋼絲刷對需要軋制複合的鋁板和鎂合金板的表面進行打毛處理；
d)、預複合處理
軋制複合前將已進行表面預處理鎂合金板材、鋁合金板材按照Al/Mg/Al/Mg/Al的順序疊放，並給予2KPa的壓力製成複合板坯預軋件；
e)、溫軋焊合
將複合板坯預軋件放入在SO2作為加熱保護氣體的熱處理爐內，隨爐升溫至400°C，保溫O. 5小時，然後在SO2保護氣氛下進行軋制，溫軋前3道次的壓下量控制在鋁鎂複合板總 厚度的5%，接下來溫軋道次變形量控制在10% ;最後2道次溫精軋的壓下率控制在3%，軋制速度為O. 5m/s，終軋溫度終軋溫度280°C ；
f)、退火熱處理
鎂鋁合金複合板帶材擴散退火工藝為230°C保溫4小時，退火時採用SO2氣體保護，冷卻方式為空冷，冷卻後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材；
包復層鋁板I的鋁合金為牌號為1080 ；
鎂合金芯層2的鎂合金為牌號為MgMn2 ；
包復層鋁板I的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的O. 4% ；
包復層鋁板I的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的2%。實施例2
參見圖1，一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟
a)、平整
分別對鎂合金板材和對鋁合金板材進行校平處理，然後進行裁邊，使鎂合金芯層2的覽度比包見層招板I的覽度小20 ；
b)、清洗
首先用質量百分比濃度為60%乙醇清洗待覆合的鎂合金板和鋁板表面，將待覆合的鎂合金板和鋁板表面的油汙清洗乾淨；再用質量百分比濃度為2%、溫度為55的NaOH溶液清洗6鍾，用清水衝洗乾淨；再用質量百分比濃度約為10%HN03溶液清洗6鍾；再用清水衝洗乾淨，再用冷風吹乾；
C)、打毛
用鋼絲直徑為O. 5mm的硬鋼絲刷對需要軋制複合的鋁板和鎂合金板的表面進行打毛處理；
d)、預複合處理
軋制複合前將已進行表面預處理鎂合金板材、鋁合金板材按照Al/Mg/Al/Mg/Al的順序疊放，並給予4Pa的壓力製成複合板坯預軋件；
e)、溫軋焊合
將複合板坯預軋件放入在SO2作為加熱保護氣體的熱處理爐內，隨爐升溫至50°C，保溫2時，然後在SO2保護氣氛下進行軋制，溫軋前4道次壓下量控制在鋁鎂複合板總厚度的6，接下來溫軋道次變形量控制在15 ;最後2道次溫精軋的壓下率控制在4，軋制速度為O. 6/S，終軋溫度300°C ；
f)、退火熱處理
鎂鋁合金複合板帶材擴散退火工藝為300°C保溫6小時，退火時採用SO2氣體保護，冷卻方式為空冷，冷卻後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材。
所述包復層鋁板I的鋁合金為純度為99%的107000A(L1)；
所述鎂合金芯層2的鎂合金為牌號為MgA18Zn ；
所述包復層鋁板I的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的25%。實施例3
參見圖1，一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟
a)、平整
分別對鎂合金板材和對鋁合金板材進行校平處理，然後進行裁邊，使鎂合金芯層2的覽度比包見層招板I的覽度小30mm ；
b)、清洗
首先用質量百分比濃度為95%的乙醇清洗待覆合的鎂合金板和鋁板表面，將待覆合的鎂合金板和鋁板表面的油汙清洗乾淨；再用質量百分比濃度為30%、溫度為60°C的NaOH溶液清洗10分鐘，用清水衝洗乾淨；再用質量百分比濃度約為15%的HNO3溶液清洗10分鐘；再用清水衝洗乾淨，再用冷風吹乾；
C)、打毛
用鋼絲直徑為0. 6mm的硬鋼絲刷對需要軋制複合的鋁板和鎂合金板的表面進行打毛處理；
d)、預複合處理
軋制複合前將已進行表面預處理鎂合金板材、鋁合金板材按照Al/Mg/Al/Mg/Al的順序疊放，並給予6KPa的壓力製成複合板還預軋件；
e)、溫軋焊合
將複合板坯預軋件放入在SO2作為加熱保護氣體的熱處理爐內，隨爐升溫至460°C，保溫4小時，然後在SO2保護氣氛下進行軋制，溫軋前5道次的壓下量控制在鋁鎂複合板總厚度的8%，接下來溫軋道次變形量控制在20% ;最後2道次溫精軋的壓下率控制在5%，軋制速度為0. 8m/s，終軋溫度高於320°C ；
f)、退火熱處理
鎂鋁合金複合板帶材擴散退火工藝為360°C保溫8小時，退火時採用SO2氣體保護，冷卻方式為空冷，冷卻後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材。所述包復層鋁板I的鋁合金為純度為99. 7%的1370鋁；
所述鎂合金芯層2的鎂合金為牌號MgZn6Zr ；
所述包復層鋁板I的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的50% ；
所述包復層鋁板I的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的15%。實施例4
其他同實施例1，只是將包復層鋁板I的鋁合替換為1A50(LB2)，將鎂合金芯層2的鎂合金替換為AZ61A。
實施例5 其他同實施例1，其他同實施例1，只是將包復層鋁板I的鋁合替換為1A30(L4-1)，將鎂合金芯層2的鎂合金替換為AZ31B。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點；本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內；本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 a)、平整 分別對鎂合金板材和對鋁合金板材進行校平處理，然後進行裁邊，使鎂合金芯層(2)的寬度比包復層鋁板(I)的寬度小5 30mm ; b)、清洗 首先用質量百分比濃度為20 95%的乙醇清洗待覆合的鎂合金板和鋁板表面，將待覆合的鎂合金板和鋁板表面的油汙清洗乾淨；再用質量百分比濃度為10% 30%、溫度為50 60°C的NaOH溶液清洗3 10分鐘，用清水衝洗乾淨；再用質量百分比濃度約為5% 15%的HNO3溶液清洗3 10分鐘；再用清水衝洗乾淨，再用冷風吹乾； C)、打毛 用鋼絲直徑為0. 3 0. 6mm的硬鋼絲刷對需要軋制複合的鋁板和鎂合金板的表面進行打毛處理； d)、預複合處理 軋制複合前將已進行表面預處理鎂合金板材、鋁合金板材按照Al/Mg/Al/Mg/Al的順序疊放，並給予2 6KPa的壓力製成複合板還預軋件； e)、溫軋焊合 將複合板坯預軋件放入在SO2作為加熱保護氣體的熱處理爐內，隨爐升溫至400 460°C，保溫0. 5 4小時，然後在SO2保護氣氛下進行軋制，溫軋前3 5道次的壓下量控制在鋁鎂複合板總厚度的5 8%，接下來溫軋道次變形量控制在10 20% ;最後2道次溫精軋的壓下率控制在3 5%，軋制速度為0. 5 0. 8m/s,終軋溫度280 320°C ； f)、退火熱處理 鎂鋁合金複合板帶材擴散退火工藝為230°C 360°C保溫4 8小時，退火時採用SO2氣體保護，冷卻方式為空冷，冷卻後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材。
2.根據權利要求I所述一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於所述包復層鋁板(I)的鋁合金為純度為98. 8% 99. 7%的鋁。
3.根據權利要求2所述一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於:所述包復層鋁板(I)的鋁合金為牌號為1080、1080A、1070、107000A(L1)、1370、1060(L2)、1050、1050A(L3)、1A50(LB2)、1350、1145、1035(L4)、1A30(L4-1)、1100(L5-1)、1200 (L-5)、1235 中的一種。
4.根據權利要求I所述一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於所述鎂合金芯層(2)的鎂合金為牌號為MgMn2、MgA13Zn、MgA16Zn3、MgA18Zn、MgZn6Zr、AZ61A、AZ90A、AZ31B 鎂合金中的一種。
5.根據權利要求I所述一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於所述包復層鋁板(I)的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的0. 4 50%。
6.根據權利要求5所述一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，其特徵在於所述包復層鋁板(I)的總厚度為鎂鋁合金複合板帶材總厚度的2 15%。
全文摘要
本發明公開了一種高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材的製備方法，包括以下步驟a)、平整；b)、清洗；c)、打毛；d)、預複合處理；e)、溫軋焊合；f)、退火熱處理後即得高耐蝕、易加工鎂鋁合金複合板帶材。本發明通過在鎂及鎂合金基材之間和外表面上包復鋁或鋁合金，利用鋁及鋁合金塑性變形優良和很好的耐腐蝕性能來改善鎂的冷軋塑性變形和提高抗腐蝕性能。
文檔編號B32B37/10GK102632076SQ201210146
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者張十慶, 李方, 王宏, 趙安中, 鄒興政 申請人:重慶材料研究所