專利名稱：金屬板材的軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shù)：
鎂合金作為最輕的結(jié)構(gòu)合金，已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到航空航天、汽車、摩托車、電子產(chǎn) 品等領(lǐng)域，而對其力學(xué)性能的要求也越來越高。傳統(tǒng)的鑄造鎂合金已經(jīng)漸漸無法滿足要求， 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)而越來越受到重視。其中軋制因更容易大規(guī)模生產(chǎn)大件型材而受到廣泛關(guān)注。但是，由于鎂是密排六方結(jié)構(gòu)，在室溫只有3個(gè)滑移系，不滿足5個(gè)滑移系的多晶 體塑性變形協(xié)調(diào)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，還由于基面織構(gòu)等原因，易 發(fā)生邊裂和裂紋。目前鎂合金的軋制成型多采用普通的軋制工藝，軋制后的組織有強(qiáng)烈的 (0002)基面織構(gòu)，不利于后續(xù)加工成型。因此，滑移系少、孿生和較強(qiáng)的基面織構(gòu)導(dǎo)致的成 型困難是鎂合金軋制成型的重要特點(diǎn)，嚴(yán)重影響下一道次軋制和二次成型。所以現(xiàn)在鎂合 金的軋制工藝多采用小壓下量，多道次，中間退火的方式進(jìn)行，需要的工序很多，生產(chǎn)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(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于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(chǎn)成本。本發(fā)明的金屬板材的軋制方法，包括預(yù)處理步驟和軋制步驟，所述預(yù)處理步驟為 在軋制步驟前先對板材施加一個(gè)沿板材橫向的壓應(yīng)力或沿板材法向的拉應(yīng)力，使板材產(chǎn)生
塑性應(yīng)變。進(jìn)一步，板材在所述沿板材橫向的壓應(yīng)力或沿板材法向的拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的塑 性應(yīng)變量為 20% ；進(jìn)一步，對板材進(jìn)行所述預(yù)處理步驟和軋制步驟后，再進(jìn)行所述預(yù)處理步驟和軋 制步驟，直到板材達(dá)到目標(biāo)厚度；進(jìn)一步，進(jìn)行所述預(yù)處理步驟時(shí)，板材溫度為200 400°C ；進(jìn)一步，在所述預(yù)處理步驟和軋制步驟之間，還包括一個(gè)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(jìn)一步，所述軋制步驟中，軋輥溫度為200 400°C。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明在板材軋制之前，先對板材進(jìn)行預(yù)處理，即通過對 板材施加特定的應(yīng)力來改變板材的織構(gòu)取向，使基面發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而減弱或者消除了基面織構(gòu)，從而很大程度提高了板材的軋制成形性，就是能很大的壓下量還不出現(xiàn)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(chǎn)成本；本發(fā)明對鎂合金 等密排六方晶體結(jié)構(gòu)的金屬軋制具有通用性，鎂合金單道次軋制壓下量大于60%，不會(huì)出 現(xiàn)邊裂。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中圖1為鎂合金板材的方向示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例1 先對一塊鎂合金板材進(jìn)行預(yù)處理，即在400°C下沿板材橫向(圖1中A向?yàn)檐堉品?向，B向?yàn)闄M向，C向?yàn)榉ㄏ?施加壓應(yīng)力，所述壓應(yīng)力大于板材在橫向上的屈服應(yīng)力，因此 板材會(huì)產(chǎn)生塑形應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到20%時(shí)，停止預(yù)處理，然后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(xiàn)邊裂等缺陷。實(shí)施例1中，通過對板材施加沿板材橫向的壓應(yīng)力來使(0002)基面垂直于橫向， 也是平行于法向，有效的減少了基面(即垂直于法向的面)的織構(gòu)；因此，對板材施加的應(yīng) 力還可以是沿板材法向的拉應(yīng)力，因?yàn)檫@樣原理與實(shí)施例1相同，也可以使基面向平行于 法向偏轉(zhuǎn)，有效減少基面織構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)施例中預(yù)處理時(shí)的溫度和應(yīng)變都可以調(diào)整，理論上可在任何 溫度，只要應(yīng)力大于屈服應(yīng)力，使板材產(chǎn)生塑形應(yīng)變，改變了基面織構(gòu)方向，就可以達(dá)到本 發(fā)明的效果；但是為了得到最好的效果，需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整工藝參數(shù)，最理想的應(yīng)變范 圍是 20%，因?yàn)閼?yīng)變太小，效果不明顯，應(yīng)變太大，板材表面已經(jīng)不光潔，可能需要切 削等加工后才能軋制；而預(yù)處理時(shí)的最佳溫度為200 400°C，因?yàn)樵诖烁邷叵?，板材的?服應(yīng)力較小，容易實(shí)現(xiàn)應(yīng)力大于屈服應(yīng)力。另外，雖然本實(shí)施例中軋輥溫度為常溫，但軋輥溫度也可以調(diào)整，根據(jù)鎂合金板材 的軋制成形性，熱軋過程中會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，可以細(xì)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(xué)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(yù)處理步驟和軋制步驟之間，增加一個(gè)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(shí)際應(yīng)用中，為了使板材達(dá)到目標(biāo)厚度，如果一道次軋制不夠，還可以重復(fù)多 次，即對板材進(jìn)行所述預(yù)處理步驟和軋制步驟后，再進(jìn)行所述預(yù)處理步驟和軋制步驟，直到 板材達(dá)到目標(biāo)厚度。對照實(shí)施例1 將一塊與實(shí)施例1相同的鎂合金板材在400°C下沿板材法向施加壓應(yīng)力，所述壓 應(yīng)力大于板材在法向上的屈服應(yīng)力，因此板材會(huì)產(chǎn)生塑形應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變達(dá)到20%時(shí)，停止施 加壓應(yīng)力，然后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(shí)施例2 將一塊與實(shí)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(yán)重。將實(shí)施例1與對照實(shí)施例1、2對比，可以看出實(shí)施例1的板材先經(jīng)過施加沿板 材橫向的壓應(yīng)力，在大壓下量的軋制過程中，沒出現(xiàn)裂紋；對照實(shí)施例2的板材裂紋非常嚴(yán) 重；對照實(shí)施例1雖然比對照實(shí)施例2裂紋少很多，但其效果與實(shí)施例1相比，還是存在較 大差距，因?yàn)閷φ諏?shí)施例1施加應(yīng)力的方向不對，不能使基面發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，不能減少基面織 構(gòu)，其之所以能減少裂紋是因?yàn)樵趹?yīng)力的作用下組織發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，組織細(xì)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(huì)造成強(qiáng)烈的基面織構(gòu)，在多道次的軋 制中，裂紋又會(huì)大量出現(xiàn)。因此采用本發(fā)明的軋制工藝，減少或消除了板材的基面織構(gòu)，所 以更利于下一道次軋制，利于較大壓下量，一道次或多道次軋制，有效減少了常規(guī)軋制的道 次數(shù)量和時(shí)間，節(jié)約了能源和成本。本發(fā)明除適用于鎂合金板材外，還對鎂合金以外的其他密排六方晶體結(jié)構(gòu)的金屬 板材的軋制具有通用性，因密排六方金屬在常規(guī)軋制時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的基面織構(gòu)，影響下一 道次軋制和二次成型，本發(fā)明是利用施加一定的應(yīng)力來改變板材的織構(gòu)取向，使(0002)面 發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，從而減弱或者消除了基面織構(gòu)，從而極大提高了板材下一道次軋制的成形性。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參 照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(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.金屬板材的軋制方法，包括預(yù)處理步驟和軋制步驟，其特征在于所述預(yù)處理步驟 為在軋制步驟前先對板材施加一個(gè)沿板材橫向的壓應(yīng)力或沿板材法向的拉應(yīng)力，使板材產(chǎn)生塑性應(yīng)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材的軋制方法，其特征在于；板材在所述沿板材橫向 的壓應(yīng)力或沿板材法向的拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的塑性應(yīng)變量為 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬板材的軋制方法，其特征在于對板材進(jìn)行所述預(yù)處理 步驟和軋制步驟后，再進(jìn)行所述預(yù)處理步驟和軋制步驟，直到板材達(dá)到目標(biāo)厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的金屬板材的軋制方法，其特征在于進(jìn)行所述 預(yù)處理步驟時(shí)，板材溫度為200 400°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬板材的軋制方法，其特征在于在所述預(yù)處理步驟和軋 制步驟之間，還包括一個(gè)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(jù)權(quán)利要求5所述的金屬板材的軋制方法，其特征在于所述軋制步驟中，軋輥溫 度為200 4000C ο
全文摘要
本發(fā)明的金屬板材的軋制方法，包括預(yù)處理步驟和軋制步驟，所述預(yù)處理步驟為在軋制步驟前先對板材施加一個(gè)沿板材橫向的壓應(yīng)力或沿板材法向的拉應(yīng)力，使板材產(chǎn)生塑性應(yīng)變；本發(fā)明在板材軋制之前，先對板材進(jìn)行預(yù)處理，即通過對板材施加特定的應(yīng)力來改變板材的織構(gòu)取向，從而減弱或者消除了基面織構(gòu)，從而很大程度提高了板材的軋制成形性，就是能很大的壓下量還不出現(xiàn)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(chǎn)成本；本發(fā)明對鎂合金等密排六方晶體結(jié)構(gòu)的金屬軋制具有通用性，鎂合金單道次軋制壓下量大于60％，不會(huì)出現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)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(xué)