【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金加工，具体涉及一种大规格匀质镁合金厚板制备与成形方法。
技术介绍
1、镁以其轻质、高比强度和高比刚度的特性在现代工业中备受青睐，其密度低，是结构材料中最轻的金属之一，在电子产品等领域中，对镁合金均匀厚板有重要的需求，因此开发出大规格匀质镁合金厚板对现阶段发展具有重要意义。但是，因镁的密排六方晶体结构，导致其塑性变形能力相对较差，也就限制了板材的尺寸和规格。
2、轧制成形是镁合金板材生产的主要方式，在提升板材力学性能与调控组织均匀性中起到重要的作用。但是，厚板的成形通常需要减小轧制变形量来实现，均匀性难以保证，力学性能也不高。因此，如何调整变形工艺，实现组织均匀和提高力学性能的前提下开发出大规格匀质镁合金厚板是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的不足，解决现有镁合金塑性差，大规格坯料成形难，加入高稀土元素带来的高生产成本的问题，本专利技术设计开发一种低稀土含量，大规格镁合金板材的成形方法。本专利技术对镁合金材料进行阵列式旋进锻造法，实现局部变形，达到不同方向改善镁合金坯料的显微组织与宏观形貌的目的，制备了长轴与短轴长在1000mm以上，硬度在63～66hv的均匀的镁合金大规格匀质厚板。
2、本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种大规格匀质镁合金厚板制备与成形工艺，包括以下步骤：
4、s1、制备低稀土镁合金铸锭
5、按照以下各元素的质量百分比准
6、s2、将所述低稀土镁合金铸锭进行多向锻造成形
7、s2-1、将所述低稀土镁合金铸锭进行固溶处理，得到均匀化的镁合金铸锭；
8、s2-2、将所述均匀化的镁合金铸锭打磨光滑后置于多向锻造模具中，预热后备用；
9、s2-3、对所述铸锭沿垂直方向进行多道次的多向锻造成形，速率为3kn/s加载至280kn，保压180～240s，初始锻造温度为400～420℃，随后每一道次降低10-20℃，最后一道次的锻造温度为300～350℃，得到镁合金锻坯；
10、s2-4、将所述镁合金锻坯进行淬火处理，待锻坯冷却至室温后，将表面打磨干净，备用；
11、s3、将所述镁合金锻坯进行阵列式旋进锻造成形：
12、s3-1、将所述镁合金锻坯加热至320～350℃，保温1h，随后翻转90°进行镦粗，压下变形量为30～40％，速度为1mm/s，保压120～150s，得到圆形锻坯；随后再加热至320～350℃，保温1h，翻转180°，进行二次镦粗，压下变形量为40～50％，速度为1mm/s，保压120～150s，得到矮圆形锻坯；
13、s3-2、将所述矮圆形锻坯加热至300～320℃，保温0.5h，随后放到回转台上，阵列式压头沿着矮圆形锻坯外侧边部进行锻造，第一道次压下量40～45mm，变形量为30～33％，随后上升压头，旋转锻坯，沿周长方向进行旋转20mm，随后立刻下降压头，进行第二道次锻造，依次循环，直到旋转一圈；
14、s3-3、将步骤3-2得到的锻坯翻转180°，阵列式压头同样沿着圆形锻坯外侧边部进行锻造，第一道次压下量45～50mm，变形量为50～55％，随后上升压头，旋转锻坯，沿周长方向进行旋转20mm，随后立刻下降压头，进行第二道次锻造，保持压下量不变，依次循环，直到旋转一圈；
15、s3-4、将步骤3-3得到的锻坯放入热处理炉中，进行热量的补充，加热温度为300～320℃，加热完成后保温0.5h，迅速放到回转台上，将锻坯未变形的心部对准压头，阵列式压头沿着圆形锻坯心部进行锻造，第一道次压下量40～45mm，变形量为30～33％，随后上升压头，旋转锻坯，沿心部方向平移20mm，随后立刻下降压头，进行第二道次锻造，依次循环，直到将心部全部变形；
16、s3-5、将步骤3-4得到的锻坯翻转180°，阵列式压头同样沿着心部进行锻造，第一道次压下量45～50mm，变形量为50～55％，随后上升压头，平移锻坯，沿心部方向平移20mm，随后立刻下降压头，进行第二道次锻造，依次循环，心部全部变形；平整至成品尺寸，椭圆板坯长轴为1400～1500mm，短轴为1000～1050mm，厚度为45～50mm；
17、s4、将所述椭圆板坯轧制成形
18、s4-1、将所述椭圆板坯进行表面进行打磨，并将准备进入轧机的一端棱边打磨出45°的倒角，待后续使用；
19、s4-2、将步骤s4-1预处理好的镁合金板材放入热处理炉中进行加热，第一道次加热温度为250℃，加热时间为30min，保持轧制轧辊间厚度为45mm，轧制完成后，随后倒置180°后迅速放回热处理炉中进行退火处理，第二道次加热温度为250℃，加热时间为15min，两轧辊之间仍保持为45mm，轧制后进行车削，获得厚度为45mm，长轴1500mm，短轴长为1050mm的表面平滑，尺寸规整的镁合金板材。
20、优选的，步骤s2-1固溶处理的温度为480～500℃，保温12-14h。
21、优选的，步骤s2-3一共进行6道次的多向锻造。
22、优选的，步骤s2-4是将步骤2-3锻坯放入50-80℃温水中进行淬火处理。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、本专利技术通过低稀土微合金化及阵列式旋进锻造法变形的方式，不仅有效地控制材料的成本，而且有效解决了镁合金塑性低，变形能力差，大规格板材难以生产的缺点，通过加入合金元素，细化了合金的晶粒尺寸，第二相数量增多，后续再通过多向锻造与阵列式旋进锻造结合的变形方式对组织进一步控制，晶粒进一步细化的同时，还将第二相的尺寸和分布进行调控，成功制备了厚度为45mm，长轴1500mm，短轴长为1050mm，硬度在63～66hv的均匀的镁合金大规格匀质厚板。
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1.一种大规格匀质镁合金厚板制备与成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2-1固溶处理的温度为480～500℃，保温12-14h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2-3一共进行6道次的多向锻造。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2-4是将步骤2-3锻坯放入50-80℃温水中进行淬火处理。
【技术特征摘要】
1.一种大规格匀质镁合金厚板制备与成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2-1固溶处理的温度为480～500℃，保温12-14h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓坤坤，赵景翔，王翠菊，聂凯波，李宜家，史权新，刘涛，王小刚，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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