镁合金原材料的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种镁合金原材料的制造方法，包括：准备由镁合金构成的、板状或块状的初始原材料的工序；对初始原材料以２５０℃以下的温度实施下压率７０％以上的塑性加工，不产生动态再结晶而导入应变的工序；粉碎塑性加工后的原材料来制作粉状体的工序；使粉状体通过一对旋转辊之间而压缩变形的工序；将在旋转辊之间通过的压缩变形粉状体继续破碎而形成颗粒粉状体的破碎工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种拉伸强度及耐力优秀，并且具有良好的冲击能量吸收性能的镁合 金原材料的制造。
技术介绍
镁合金由于可期待低比重带来的轻量化效果，因此以便携电话和便携影像设备的 框架为首，广泛应用于汽车用部件、机械部件、结构用材等。要体现更轻量化的效果，需要镁 合金的高强度化和高韧性化。对于这样的特性提高，镁合金的组成、成分的最适化、构成原 材料的镁晶粒的微细化是有效的。特别是，关于镁合金原材料的晶粒微细化，目前使用轧制 法、挤压加工法、锻造加工法、拉拔加工法等以塑性加工工艺为基调的方法。特开2005-256133号公报公开了由碾压机(roller compactor)将粉状体原料的 结晶粒径微细化的方法。具体地，将初始原料粉末通过一对辊之间使其压缩变形，接着进行 破碎处理，形成颗粒粉状体。通过数十次反复进行该压缩变形以及破碎处理，能够得到具有 微细的结晶粒径的粉状体。在上述公报公开的方法中，为了得到具有微细的结晶粒径的粉状体，不得不数十 次反复进行压缩变形和破碎处理，所以在制造效率和经济性方面有需要改善的余地。通过对镁合金板材进行轧制，也能够使晶体组织微细化，但是镁具有密排六方结 构(HCP结晶结构)，低温(200°C以下)的变形机构以底面滑动为主支配。因此，上述低温 区域的镁合金板材的加工度限于百分之几，一般地轧制在300°C以上进行。这种情形下，为 了防止材料的裂纹或断裂，也要进行25%以下的下压率的多次道轧制。轻金属学会第109回秋季大会演讲概要(2005)的第27页 28页中以《高速轧制 的AZ31镁合金板的组织和集合组织》为题(左海哲夫等人)，提出对镁合金板适用高速轧 制，从而得到微细的晶体组织的方法。左海等人关注到，轧制要向效率化和组织控制利用， 需要增大每1次道的下压率，镁合金由于在冷热间区域仅活动底面滑动，所以为了使大下 压轧制(大压下压延)成功，需要对材料进行加热，为了最大限度利用材料的加工发热，使 材料自身的温度上升，需要防止加工中向工具以及周围的氛围的热传导导致温度降低，因 此，考虑到以高速进行加工，缩短工具和材料的接触时间是有效的，尝试高速轧制。其结果 可见，通过提高轧制速度，能够改善镁合金的轧制加工性，能够实现1次道大下压的轧制， 能够得到微粒组织中具有优秀的机械性质的拉伸板材。根据左海等人的实验结果报告，在轧制速度为2000m/min的高压轧制中，不仅 350°C，即使是200°C的温度下也能够实现1次道下压率61%的轧制。也报告在轧制温度 100°C以下时产生剪切带，但是当下压率变高时，剪切带上出现微细的再结晶粒，在更高的 下压率下再结晶粒向板整体扩展。左海等人预测到，与轧制速度的上升同时，每1次道的界限下压率上升，但是实验 中确认的最大下压率为62%，关于此以上的下压率的实现可能性不明。在左海等人的方法 中，利用镁合金板的高速轧制时的动态再结晶，将晶粒微细化。利用这样所得的微细晶体组织的镁合金材料，制作挤压用坯锭(billet)，以规定的温度进行挤压加工的情况下，挤压加 工时微细的晶粒粗大化，所以最终得到的镁合金挤压件的晶体组织粗大化。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于得到具有微细的晶体组织中具有优秀的机械性质 的镁合金原材料的。本专利技术的包括准备由镁合金构成的、板状或块状的初 始原材料的工序；对初始原材料以250°c以下的温度实施下压率70%以上的塑性加工，不 产生动态再结晶而导入应变的工序；粉碎塑性加工后的原材料，制作粉状体的工序；使粉 状体通过一对旋转辊之间而压缩变形的工序；将在旋转辊之间通过的压缩变形粉状体继续 破碎而形成颗粒粉状体的破碎工序。本申请专利技术人，作为塑性加工板状或块状的镁合金的初始原材料的条件，改变温 度以及下压率进行实验。其结果发现，若下压率为70%以上，则即使室温下的塑性加工也不 会断裂，能够均勻地进行加工，并发现不会产生动态再结晶，而能够导入大应变。将温度的 上限设定为250°C是为了避免动态再结晶的产生。粉碎下压率70%以上的塑性加工后的原材料而制作粉状体后，将该粉状体通过一 对旋转辊之间而压缩变形，接着进行破碎处理，形成颗粒粉状体，从而得到具有微细晶粒的 镁合金原材料。若是压缩没有再结晶而导入较大的应变的颗粒粉状体而固化的挤压用坯 锭，则在挤压加工时产生动态再结晶，最终能够得到具有微细的晶粒，并具有更好的冲击能 量吸收性能的镁合金原材料。为了使晶粒更微细化，可以多次反复进行压缩变形工序以及破碎工序。要在挤压加工后的镁合金原材料具有更微细的晶体组织，需要在塑性加工时导入 更大的应变，因此优选将下压率设定为80%以上。另外，从可靠地防止经济性的观点以及动 态再结晶的产生的观点出发，优选塑性加工时的初始原材料的温度为50°C以下。导入较大的应变的塑性加工，在其一的实施方式中，是使初始原材料通过一对辊 之间的轧制加工，其他实施方式中，是使初始原材料压缩变形的冲压加工。优选地，挤压加工时的粉状体坯锭的温度是150 400°C。附图说明图1是图解表示用于实施本专利技术的制造方法的装置的一例的图。图2是在纵轴取轧制温度，横轴取每1次道的下压率的坐标中以往对镁合金原材 料的轧制加工的区域、左海等人的报告中记载的高速轧制的区域以及本专利技术的塑性加工区 域的图示。图3是在纵轴取轧制温度，横轴取每1次道的下压率的坐标中记入表示有无断裂 的记号的图示。图4是在纵轴取轧制温度，横轴取每1次道的下压率的坐标中记入表示有无再结 晶的记号的图示。图5是表示下压率80%的轧制加工时的镁合金初始原材料的预热温度与轧制加 工后的镁合金原材料的硬度的关系的图示。图6是表示关于经不同制造方法制作的挤压件，夏比吸收能量与耐力的关系的图7J\ ο图7是表示关于经不同制造方法制作的挤压件，由柱形图比较强度及夏比冲击吸 收能量的关系的图示。图8是表示随着大下压塑性加工(大压下塑性加工)后的RCP处理次数的增加， 强度及夏比吸收能量如何变化的图示。具体实施例方式图1图解表示加工板状或块状的镁合金初始原材料，得到高强度且高耐冲击性的 镁合金原材料之前的工序。初始原材料是板状或块状的镁合金。作为初始原材料的一例使用板厚3 IOmm 的板材。在后面的塑性加工中在初始原材料中导入应变，但是从应变导入尺寸多的观点看， 作为初始原材料优选使用铸造材料。将初始原材料的温度形成室温 250°C，对该初始原材料实施下压率70%以上的 塑性加工，不产生动态再结晶而导入大量的应变。在图示的实施方式中，塑性加工是将初始 原材料通过一对辊之间的轧制加工，1次道后的板材的厚度为0. 4 0. 9mm。下压率是指加 工前的原材料的厚度减少率。初始原材料的板厚为3mm，塑性加工后的板厚为0. 9mm,则下压率如以下求得。下压率(%) = {(3. 0-0. 9)/3. 0} X 100 = 70镁由于以HCP结晶结构在低温下仅引起底面滑动，所以以往的技术常识中，将镁 合金板材以室温轧制的情况下，为了避免裂纹或断裂考虑采用20%以下的下压率。一般地， 为了避免裂纹或断裂，镁合金板材的轧制在300°C以上的温度进行。这种情况下，下压率也 是25%以下。本专利技术人在室温下对镁合金板材进行轧制加工，调查下压率和原材料的裂纹之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金原材料的制造方法，包括：准备由镁合金构成的、板状或块状的初始原材料的工序；对于所述初始原材料以２５０℃以下的温度实施下压率７０％以上的塑性加工，不产生动态再结晶而导入应变的工序；粉碎所述塑性加工后的原材料来制作粉状体的工序；使所述粉状体通过一对旋转辊之间而压缩变形的工序；将在所述旋转辊之间通过的压缩变形粉状体继续破碎而形成颗粒粉状体的破碎工序。

【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：近藤胜义，堀田真，廖金孙，金子贯太郎，藤井德雄，龟谷博仁，閤师昭彦，
申请(专利权)人：株式会社栗本铁工所，近藤胜义，
类型：发明
国别省市：JP[]