本發(fā)明涉及一種金屬材料成形與加工領(lǐng)域，具體是涉及一種鎂合金箔材成形加工技術(shù)，通過電塑性成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)保持材料高強(qiáng)度的同時(shí)增強(qiáng)鎂合金的塑性。
背景技術(shù)：
鎂合金由于其密度低、比強(qiáng)度高，同時(shí)兼具良好的抗蠕變性和抗震吸能等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。鎂合金由于其具有六方晶體結(jié)構(gòu)的特性，在室溫變形條件下能開動(dòng)的獨(dú)立滑移系少，導(dǎo)致室溫塑性低，變形加工困難。因此，大多數(shù)鎂合金材料塑性加工需在熱激活（t>225oc）條件下進(jìn)行，由此帶來了能源消耗的增加，且板材表面不可避免的產(chǎn)生氧化粘著物。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)寬幅（>800mm）鎂合金板材的最小厚度僅為0.3mm，但某些精密的電子器件、大功率鎂陽極電池領(lǐng)域以及航空航天領(lǐng)域需要使用到厚度小于0.3mm的超薄鎂合金板材。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)厚度小于0.3mm的超薄鎂合金板帶材最后的軋制階段均需熱軋，并輔以中間退火來完成。然而，在鎂合金薄板生產(chǎn)過程中，1mm以下鎂合金板材的軋制最容易出現(xiàn)裂紋，其原因是工業(yè)生產(chǎn)常用可逆軋機(jī)，隨著鎂板的變薄，鎂合金經(jīng)歷了降溫軋制過程，終軋時(shí)軋輥溫度不夠。因此，如何實(shí)現(xiàn)通過特種加工工藝制備鎂合金板帶材，特別是超薄板帶材，并進(jìn)行大批量連續(xù)化生產(chǎn)高成形性的超薄板帶材，是實(shí)現(xiàn)鎂合金由初級(jí)加工向深加工領(lǐng)域推進(jìn)的關(guān)鍵。鎂合金箔材是指厚度小于或等于0.1mm薄板帶材，現(xiàn)有的制備工藝難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)，且成本居高不下。通過在軋制過程中施加高能脈沖電流，產(chǎn)生大量的定向漂移的自由電子(電子風(fēng))。漂移電子群頻繁地定向撞擊位錯(cuò)，會(huì)對(duì)位錯(cuò)段產(chǎn)生一個(gè)類似于外加應(yīng)力的電子風(fēng)力，促進(jìn)位錯(cuò)在其滑移面上的移動(dòng)。電塑性軋制能有效降低軋制抗力，大幅度提高材料的變形能力并改善板材的表面質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有鎂合金超薄板帶材制備加工困難的難題，提供一種可大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)、成本低，且制備的鎂合金箔材整體表面質(zhì)量良好、力學(xué)性能優(yōu)異、耐腐蝕性高的鎂合金箔材制備方法。
本發(fā)明所述的鎂合金箔材制備方法，其特點(diǎn)是主要包括以下步驟：
（1）鑄錠均勻化處理
將鎂合金鑄錠放置在真空爐中，抽去多余的空氣，使真空度小于0.1pa，然后通入惰性氣體，在573~823k溫度下保溫12~24小時(shí)，對(duì)錠坯進(jìn)行均勻化處理；
（2）鑄錠熱軋開坯
將均勻化處理后的錠坯直接進(jìn)行大變形量熱軋開坯，軋制溫度為653~773k，熱軋開坯總變形量達(dá)到70~90%，使具有粗大鑄態(tài)組織的錠坯完全轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂凶冃谓M織的板坯，且通過退火提高板坯塑性并消除軋制過程中的殘余應(yīng)力；
（3）板坯熱粗軋
將熱軋開坯后具有變形組織的板坯加工成所需寬度尺寸后，進(jìn)行熱軋，熱軋溫度為653~773k，第一道次變形量控制在35~50%，確保變形均勻的同時(shí)避免板坯的開裂，接著進(jìn)行4~5道次的熱軋，總變形量控制在70~90%之間，最終獲得厚度為1~1.5mm的板材，并將板材進(jìn)行退火熱處理；
（4）板材電塑性精軋
在電塑性精軋時(shí)，為保證室溫條件下不產(chǎn)生裂紋，冷軋板每道次變形量控制在10~20%，每軋制4道次后進(jìn)行一次快速電塑性退火處理，直至板材被軋制到厚度為0.1mm；
（5）板材精整
將電塑性精軋后的板材進(jìn)行精整，徹底解決波浪邊、卷材裂痕和中心凹凸的問題，厚度公差小于±0.01，完成鎂合金箔材的制備。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
1、本發(fā)明采用較少的步驟并在室溫下實(shí)現(xiàn)鎂合金箔材的制備。由于采用熱軋開坯，電塑性精軋?zhí)幚恚娝苄攒堉瓶梢约せ罘腔婊葡?，增?qiáng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)能力，使得變形區(qū)域晶粒明顯細(xì)化，伴隨著動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的出現(xiàn)，使得孿生得以抑制），從而節(jié)省了能源，在冷軋超薄帶、箔材過程中無明顯邊裂，整體表面質(zhì)量良好。去毛邊后可獲得高質(zhì)量的鎂合金箔材，電塑性退火后晶粒細(xì)小均勻，且力學(xué)性能優(yōu)異。
2、通過對(duì)精軋后箔材的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其晶粒細(xì)小，組織均勻，顯微缺陷較少，呈弱基面取向分布，因此具有良好的力學(xué)性能以及耐腐蝕性高等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述的鎂合金箔材制備方法，主要包括以下步驟：
（1）鑄錠均勻化處理
將鎂合金鑄錠放置在真空爐中，抽去多余的空氣，使真空度小于0.1pa，然后通入惰性氣體，在573~823k溫度下保溫12~24小時(shí)，對(duì)錠坯進(jìn)行均勻化處理；
（2）鑄錠熱軋開坯
將均勻化處理后的錠坯直接進(jìn)行大變形量熱軋開坯，軋制溫度為653~773k，熱軋開坯總變形量達(dá)到70~90%，使具有粗大鑄態(tài)組織的錠坯完全轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂凶冃谓M織的板坯，且通過退火提高板坯塑性并消除軋制過程中的殘余應(yīng)力；
（3）板坯熱粗軋
將熱軋開坯后具有變形組織的板坯加工成所需寬度尺寸后，進(jìn)行熱軋，熱軋溫度為653~773k，第一道次變形量控制在35~50%，確保變形均勻的同時(shí)避免板坯的開裂，接著進(jìn)行4~5道次的熱軋，總變形量控制在70~90%之間，最終獲得厚度為1~1.5mm的板材，并將板材進(jìn)行退火熱處理；
（4）板材電塑性精軋
在電塑性精軋時(shí)，為保證室溫條件下不產(chǎn)生裂紋，冷軋板每道次變形量控制在10~20%，每軋制4道次后進(jìn)行一次快速電塑性退火處理，直至板材被軋制到厚度為0.1mm；
（5）板材精整
將電塑性精軋后的板材進(jìn)行精整，徹底解決波浪邊、卷材裂痕和中心凹凸的問題，厚度公差小于±0.01，完成鎂合金箔材的制備。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1：
1、將az31鎂合金鑄錠放置在惰性氣體保護(hù)下，在623k保溫12小時(shí)，對(duì)鑄錠坯進(jìn)行均勻化處理；
2、將均勻化處理后的錠坯切成60mm厚度的板材，直接進(jìn)行大變形量熱軋開坯，軋制溫度為673k，熱軋開坯總變形量達(dá)到80%，厚度減少到12mm，使粗大的鑄態(tài)組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃谓M織，通過573k退火1小時(shí)提高板坯塑性并消除軋制過程中的殘余應(yīng)力；
3、將熱軋開坯后具有變形組織的板坯加工成500mm*200mm*12mm，進(jìn)行熱軋，熱軋溫度為673k，第一道次變形量控制在40%，第二道次變形量控制在45%，第三道次變形量控制在40%，第四道次變形量控制在45%，第五道次變形量控制在23%，軋制成1mm板材，最后進(jìn)行573k退火0.5小時(shí)熱處理；
4、電塑性軋制時(shí)電壓為80v，功率為15kw，脈沖頻率為200hz，軋制時(shí)每道次變形量控制在15%，每軋制4道次后進(jìn)行一次快速電塑性退火處理，電退火時(shí)間為2分鐘，直至板材被軋制到厚度為0.1mm；
5、將電塑性精軋后的板材進(jìn)行精整，其厚度公差小于±0.01mm。
實(shí)施例2：
1、將az31鎂合金鑄錠放置在惰性氣體保護(hù)下，在623k保溫12小時(shí)，對(duì)鑄錠坯進(jìn)行均勻化處理；
2、將均勻化處理后的錠坯切成60mm厚度的板材，直接進(jìn)行大變形量熱軋開坯，軋制溫度為753k，熱軋開坯總變形量達(dá)到85%，厚度減少到9mm，使粗大的鑄態(tài)組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃谓M織，通過573k退火1小時(shí)提高板坯塑性并消除軋制過程中的殘余應(yīng)力；
3、將熱軋開坯后具有變形組織的板坯加工成500mm*200mm*9mm，進(jìn)行熱軋，熱軋溫度為753k，第一道次變形量控制在40%，第二道次變形量控制在45%，第三道次變形量控制在40%，第四道次變形量控制在45%，第五道次變形量控制在23%，軋制成1.35mm板材，最后進(jìn)行573k退火0.5小時(shí)熱處理；
4、電塑性軋制時(shí)電壓為80v，功率為15kw，脈沖頻率為200hz，軋制時(shí)每道次變形量控制在20%，每軋制4道次后進(jìn)行一次快速電塑性退火處理，電退火時(shí)間為2分鐘，直至板材被軋制到厚度為0.06mm；
5、將電塑性精軋后的板材進(jìn)行精整，其厚度公差小于±0.01mm。
本發(fā)明是通過實(shí)施例來描述的，但并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，如對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。