偏析最小化的在室温下具有优异成形性的不可热处理镁合金片制造技术

技术编号:10020098 阅读:238 留言:0更新日期:2014-05-08 20:22
本发明专利技术公开了一种不可热处理镁合金片,其包含:1重量%~3重量%的铝(Al);0.5重量%~3重量%的锡(Sn);和余量的镁,其中,所述镁合金片的由中心偏析和逆偏析造成的平均维氏硬度(Hv)的最大偏差为10Hv以下。所述不可热处理镁合金片能够通过控制合金成分而显著减少例如中心偏析或逆偏析等铸造缺陷,并且与常规的市售镁合金片相比具有优异的成形性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了一种不可热处理镁合金片,其包含:1重量%~3重量%的铝(Al);0.5重量%~3重量%的锡(Sn);和余量的镁,其中,所述镁合金片的由中心偏析和逆偏析造成的平均维氏硬度(Hv)的最大偏差为10Hv以下。所述不可热处理镁合金片能够通过控制合金成分而显著减少例如中心偏析或逆偏析等铸造缺陷,并且与常规的市售镁合金片相比具有优异的成形性。【专利说明】偏析最小化的在室温下具有优异成形性的不可热处理镁合金片
本专利技术涉及一种薄带连铸的镁合金片,更具体而言,涉及一种不可热处理(non-heat-treatable)镁合金片,其能够通过控制合金成分来显著减少例如中心偏析或逆偏析等铸造缺陷,并且能够利用轧制程序中形成的析出物来控制后续热处理程序中的晶粒生长,从而改进室温成形性。
技术介绍
镁合金是一种具有低比重、高比强度和高刚性的结构材料用合金,其近来已越来越多地用作例如手机和笔记本电脑等轻质便携的电子设备用材料,或者用作汽车材料以提高燃料效率。但是,对于镁合金的研究一直限于铸造用零部件。特别是,对于提高用于汽车引擎或传动装置的镁合金的高温物理性质的研究已引起相当大的关注,而对于可用于更广泛的领域中的加工用镁合金(例如镁合金片)的研究却未充分进行。近来,为了广泛应用镁合金,对加工用镁合金产品的需求已经提高,因而许多研究机构已对加工用镁合金进行了研究。特别是,在镁合金产品中,通过双辊薄带连铸制造的镁合金片可应用于多种领域, 因此对于镁合金片的研究已广泛进行,而且镁合金片现在可商购获得。然而,根据近来镁合金的发展趋势,由于添加了多种类型的合金元素或者使用了昂贵的稀土元素来开发高强度和高成型性的镁合金,因此降低了价格竞争力。因此,迄今为止,通过双辊薄带连铸制造的唯一的镁合金片为AZ31合金片,此AZ31合金片具有常用于工业市场的机械性质。同时,考虑到具有200MPa以下屈服强度(机械强度)的铝合金片被广泛地用于汽车工业和其他外部材料产业中,迫切地需要开发出一种用于双辊薄带连铸的不可热处理镁合金,以使镁合金片迅速地商业化并提高其价格竞争力。
技术实现思路
综上所述,设计了本专利技术来解决用于双辊薄带连铸的常规镁合金的问题,例如铸造缺陷、机械强度低和室温成形性差等问题,并且本专利技术的目的在于提供一种不可热处理镁合金片,其能够通过调整镁合金的组成而减少例如偏析等铸造缺陷,并且能够通过控制镁合金的显微结构而获得适当的机械强度和良好的室温成形性,而不包含昂贵的稀土元素。为实现上述目的,本专利技术的一方面提供一种不可热处理镁合金片,其包含:1重量%~3重量%的铝(Al) ;0.5重量%~3重量%的锡(Sn);和余量的镁,其中,所述镁合金品片的由中心偏析和逆偏析造成的平均维氏硬度(Hv)最大偏差为IOHv以下。该镁合金片可以通过双辊薄带连铸而形成,并可以具有Mg2Sn第二相的显微结构。在所述镁合金片中,Mg2Sn第二相的体积比例可以是5%以下。所述镁合金片的屈服强度可以是200MPa以上,且其极限拱顶高度(limit domeheight, LDH)可以是5mm以上、优选6mm以上。在所述镁合金片中,相对于母粒呈85°~90°角倾斜的拉伸孪晶的体积比例可以为5%以上。【专利附图】【附图说明】通过下文的详细描述并结合附图,本专利技术的上述和其它目的、特征及优点将会得到更加清楚的理解,附图中:图1是显示制造本专利技术的镁合金片的双辊薄带连铸设备的示意图;图2是显示本专利技术的镁合金片和市售的AZ31合金片的厚度方向硬度分布的图,这些合金片各自分为五等份;图3是显示本专利技术的镁合金片和市售的AZ31合金片的铸造结构截面的组成分布的照片,其利用EPMA (电子探针X射线显微分析)获得;图4是显示本专利技术的镁合金片的X射线衍射测试结果的图; 图5是显示评价本专利技术的镁合金片的极限拱顶高度(LDH)的方法的示意图;图6是显示本专利技术的镁合金片(a)和市售的AZ31合金片(b)在LDH测试之后的形状的照片;图7是显示供分析LDH测试后的样品的截面的图;和图8是显示本专利技术的镁合金片(a)和市售的AZ31合金片(b)的晶粒变化的图。【具体实施方式】本说明书中所使用的所有术语均仅用于说明实施方式,而不意在限制本专利技术。本说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数的指代物,除非上下文中明确了另有所指。除非上下文清楚地另有需要,否则在整个说明书和权利要求中,词语“包括”和“包含”等应以包括性含义而非排他性或穷举性含义来解读,也就是说,应以“包括但不限于”的意思来解读。本说明书和权利要求书中所使用的术语和词语不应解释为限于常用的含义或字典的定义,而应当基于下述原则将其解释为具有与本专利技术的技术范围有关的含义和概念,根据所述原则,专利技术人可以适当地定义该术语的概念以描述他或她所知的用于实施本专利技术的最佳方法。下面将参考附图详细描述本专利技术的优选实施方式。以上对于本专利技术的实施方式的详细描述并不意在穷举或者使本专利技术限于上文公开的精确形式。上文描述本专利技术的【具体实施方式】和实施例是出于说明性的目的,如本领域技术人员将认识到的,可以在本专利技术范围内进行各种等价修改。本专利技术提供一种不可热处理镁合金片,其包含:1重量%~3重量%的铝(Al) ;0.5重量%~3重量%的锡(Sn);和余量的镁,其中,所述镁合金片的由中心偏析和逆偏析造成的平均维氏硬度(Hv)最大偏差为IOHv以下。在片材铸造工艺中,铸造材料的固化范围影响铸造材料的偏析及其程度。当在电镀铸造过程中熔融金属在通过棍的缩退距离(the set back distance)区的同时固化时,因片材受到两个辊的挤压,片材中共存的液体区被从中心挤向表面,从而在其表面上形成具有高组成密度的偏析带。这一现象被称作“逆偏析”。特别是,在具有长固化范围的合金的情形中,会严重发生这种逆偏析。在具有相对窄的固化范围的铝合金的情形中,与具有长固化范围的镁合金的情形相比,逆偏析不容易发生。此外,即使在镁合金的情形中,偏析程度也视合金元素的种类而变。由于这种偏析,难以控制铸造材料的显微结构,铸造材料必须在高温下均化很长的时期,铸造材料的机械性质变差,并且铸造材料的表面处理很困难。为解决以上的偏析问题,本专利技术人已经将用于双辊薄带连铸的镁合金的固化范围调整至使其不具有导致劣化的机械性质的范围内。如本专利技术的镁合金那样,包含I重量%~3重量%的铝(Al)、0.5重量%~3重量%的锡(Sn)和余量的镁的合金在用Factsage V6.2计算出的平衡图中具有30K~50K的固化范围。该固化范围相当于AZ31的固化范围(80K~90K)的一半,AZ31是常规的双辊薄带连铸用合金。因此,本专利技术的镁合金具有50K以下的固化范围,这与铝合金的相似,因此显著减少了逆偏析。偏析程度可以利用合金组成的分布来评价。在具有长固化范围的合金的情形中,中心偏析和逆偏析得到高度发展,因此,在铸造结构中,合金组成的分布在片材的中心和边缘处致密显现。本专利技术的镁合金的组成在厚度方向上的偏差没有变大。市售的薄带连铸的AZ31片在组成上的平均偏差为30%~50%,而本专利技术的镁合金在组成上的偏差为10%以下。同时,一般而言,当铸造材料的组成差异较大时,其硬度变得本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种不可热处理镁合金片,所述不可热处理镁合金片包含:1重量%~3重量%的铝(Al);0.5重量%~3重量%的锡(Sn);和余量的镁,其中,所述不可热处理镁合金片的由中心偏析和逆偏析造成的平均维氏硬度(Hv)最大偏差为10Hv以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:金洛俊沈明植徐秉灿裴俊皓金东郁
申请(专利权)人:浦项工科大学校产学协力团
类型:发明
国别省市:韩国;KR

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