一種鎂基復合板材及調控鎂基復合板材織構的軋制方法技術

本發明專利技術公開了一種鎂基復合板材及調控鎂基復合板材織構的軋制方法，其中鎂基復合板材，由上下疊放的至少兩塊基材軋制而成，相鄰兩塊基材的結合面為曲面結構。軋制方法如下，1）將兩塊或多塊基材上下疊放，最下層基材的上表面、最上層基材的下表面、如果有中間基材則中間基材的上下表面為由平行溝槽和溝槽間的凸起構成的相同的曲面結構；任意一基材曲面上的溝槽與之結合的相鄰基材曲面上的凸起對應且互相扣合放置；2）通過熱軋方式將所有基材軋制在一起，軋制沿著基材溝槽方向進行。本發明專利技術有利于提升復合板材后續軋制變形能力或沖壓變形能力。本軋制方法成本低廉、流程簡單，且可規模化加工。

Magnesium based composite plate and method for rolling texture of magnesium based composite plate

The invention discloses a method for rolling a magnesium based composite material and regulation of magnesium based composite sheet, wherein the magnesium matrix composite sheet, by at least two fold on a rolling base, with two adjacent substrate surface is a curved surface structure. The rolling method is as follows, 1) will be two or more substrates are stacked vertically, the bottom of the upper surface of the base, the upper substrate surface, if there are intermediate material intermediate substrate on the surface of the grounds of the parallel trench and the trench between the same surface formed by the protrusion structure; corresponding adjacent convex substrate surface groove any material on the surface with each other and the buckle is placed; 2) all the way into the substrate by hot rolling rolling together, rolling along the groove direction of the substrate. The invention is favorable for improving the deformation ability or the stamping deformation ability of the composite plate in the later rolling process. The rolling method has the advantages of low cost, simple process and large-scale processing.

【技術實現步驟摘要】
一種鎂基復合板材及調控鎂基復合板材織構的軋制方法
本專利技術涉及鎂合金板材，具體涉及調控鎂基復合板材織構的軋制方法，屬于鎂合金加工

技術介紹
異種金屬復合板材可以充分利用不同金屬各自優勢，獲得具有良好綜合性能的板材。鎂合金是目前已知最輕的結構材料，具有密度低、比強度、比剛度高、阻尼減震性能好、熱擴散系數大、易于機加工和易于回收等特點。鎂合金輕質高強的特點使鎂基的復合板材（如Mg/Al、Mg/Ti等）成為結構減重的首選材料，在航空航天、交通工具和電子產品中具有廣闊的應用前景。鎂基復合板材主要制備方法包括軋制復合、擴散復合和爆炸復合等。其中軋制復合是一種高效且可規模化加工的方法，可以顯著降低板材的制備加工成本，是應用最為廣泛的鎂基復合板制備方法之一。傳統的鎂基復合板材軋制復合所用的基材均為平板。由于鎂合金軋制加工過程中極易產生強基面織構，復合軋制板材中鎂組元通常具有強基面織構，極大限制了復合板材的后續軋制成形或沖壓成型能力。開發新型軋制復合技術來弱化鎂組元的基面織構是亟待解決的關鍵問題，對于提升鎂基復合板材質量和降低加工成本具有重要意義。
技術實現思路
針對現有鎂基復合板軋制技術存在的上述不足，本專利技術提出一種鎂基復合板材及調控鎂基復合板材中鎂組元織構的軋制方法，本方法能弱化鎂合金組元的基面織構，提升板材后續軋制成形或沖壓成型性能。本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種鎂基復合板材，由上下疊放的至少兩塊基材軋制而成，從疊放板材任意橫截面觀察，相鄰兩塊基材的結合面為曲面結構。所述曲面結構在橫截面上的投影為鋸齒形、波浪形或者正弦曲線。一種調控鎂基復合板材織構的軋制方法，步驟如下，1）將兩塊或多塊基材上下疊放，最下層基材的上表面、最上層基材的下表面、如果有中間基材則中間基材的上下表面為由平行溝槽和溝槽間的凸起構成的相同的曲面結構；任意一基材曲面上的溝槽與與之結合的相鄰基材曲面上的凸起對應且互相扣合放置；2）通過熱軋方式將所有基材軋制在一起，軋制沿著基材溝槽方向進行。步驟2）的軋制溫度為200-500℃，軋制復合變形量為30-70%。步驟1）的基材為同種鎂合金或異種鎂合金或鎂合金與非鎂合金金屬（如鋁合金等），基材為鑄態或軋制態。所述由溝槽和凸起構成的基材曲面結構在橫截面上的投影為鋸齒形、波浪形或者正弦曲線。基材表面的曲面結構通過鑄造方法獲得，或者通過機械加工獲得。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過設計一種新型的軋制界面，使得鎂基材在軋制過程中受到不同于傳統平板軋制的應力狀態。曲面結構使上下鎂基材受到沿不同方向且大小不一的力的作用（如圖2所示），使最終復合板中鎂組元的基面織構偏離板材法向（ND）。此種織構類型有利于提升復合板材后續軋制變形能力或沖壓變形能力。本軋制方法成本低廉、流程簡單，且可規?；庸?，為高性能鎂基復合板材的軋制復合提供了一種新的解決方案。附圖說明圖1-本專利技術雙層板材鋸齒形界面結構、波浪形界面結構及多層板材波浪形界面結構示意圖。圖2-本專利技術雙層板波浪界面結構（實施例四）軋制復合時界面處應力狀態的有限元模擬圖。圖3-本專利技術新型界面板材與傳統鎂合金復合板材極圖對比圖。具體實施方式本專利技術公開了一種特殊的復合軋制界面，這種軋制界面可以有效改變鎂基軋制復合板材中鎂組元的織構。具體方法為將用于軋制復合的基材界面加工成橫截面投影為波浪狀、鋸齒狀或類似形狀的曲面，接著把兩塊或者多塊具有相同軋制界面的板材疊合后通過熱軋復合，形成層狀鎂基復合板材。本專利技術通過設計上述新型軋制界面來調控鎂板的織構，將兩塊或者多塊含有新型軋制界面的基材（板材）通過疊軋的方式復合在一起，由此形成了調控鎂合金板材織構的軋制方法。具體而言，本專利技術調控鎂基復合板材織構的軋制方法，步驟如下，1）將兩塊或多塊鎂合金基材上下疊放，最下層基材的上表面、最上層基材的下表面、如果有中間基材則中間基材的上下表面為由平行溝槽和溝槽間的凸起構成的相同的曲面結構；任意一基材曲面上的溝槽與與之結合的相鄰基材曲面上的凸起對應且互相扣合放置；基材表面的曲面結構通過鑄造方法獲得，或者通過機械加工獲得。2）通過熱軋的方式將所有基材軋制在一起，軋制沿著基材溝槽方向進行。軋制溫度為200-500℃，軋制復合變形量為30-70%。本專利技術的基材可以為同種鎂合金基材，也可以為異種鎂合金基材或鎂合金與非鎂合金基材。基材初始狀態為熱軋態或鑄態。所述基材界面主要有如下兩種不同的結構。一、基材軋制界面呈鋸齒狀，優選每個鋸齒斜邊與平面呈一定角度，在鋸齒尖端處設計出一個平臺，并且兩塊或者多塊鎂合金基材可以剛好咬合在一起。二、基材軋制界面呈波浪狀，每個周期為圓弧組成，并且兩塊或者多塊鎂合金基材可以剛好咬合在一起。除上述鋸齒形、波浪形外，還可以是其他類似形狀，如正弦曲線等非直線的其他形狀。下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。實施例一：基材為AZ31鎂合金熱軋板，初始尺寸為10mm×70mm×75mm，使用線切割工藝分別將熱軋板AZ31切成兩塊平板基材，再對復合界面進行拋光，去油脂后，兩基材疊合并使用鉚釘固定在一起。接下來，對復合板進行400℃的疊軋，軋制的壓下量為50%，其TD-RD面上的極圖為圖3（b）。實施例二：基材為AZ31鎂合金熱軋板，初始尺寸為10mm×70mm×75mm，使用線切割工藝分別將熱軋板AZ31切成兩塊含有橫截面投影為鋸齒形的界面的基材，鋸齒的斜邊與水平線呈60°（橫截面如圖1a所示）。再對復合界面進行拋光，去油脂后，兩基材疊合并使用鉚釘固定在一起。接下來，對復合板進行400℃的疊軋，軋制的壓下量為50%，其TD-RD面上的極圖為圖3（a）。實施例三：鎂合金鑄板ZK60和AZ31初始尺寸為10mm×70mm×75mm，使用線切割工藝分別將ZK60和AZ31鑄板切成兩塊含有橫截面投影為波浪形的界面的基材（橫截面如圖1b所示）。再對復合界面進行拋光，去油脂后，將兩基材疊合并使用鉚釘固定在一起。接下來，對復合板進行450℃的疊軋，軋制的壓下量為53%。實施例四：鑄態AZ31鎂合金板和鋁合金6082板，初始尺寸為15mm×70mm×75mm，使用線切割工藝將熱軋板AZ31和6082板切成含有橫截面投影為波浪形的界面的基材。再對復合界面進行拋光，去油脂后，將AZ31與6082依次堆疊成AZ31/6082/AZ31層狀板材（橫截面如圖1c所示），并使用鉚釘將三基材固定在一起。接下來，對復合板進行350℃的疊軋，軋制的壓下量為40%。實施例四得到的雙層板波浪界面結構軋制復合時界面處應力狀態的有限元模擬如圖2所示。本專利技術通過設計并使用一種新型的軋制界面（波浪形或鋸齒狀），來調控鎂基復合板材織構。具有這種新型界面的鎂合金板材在軋制過程中，因為存在這種非傳統軋制界面，而處于不同于傳統軋制的應力應變狀態，從而弱化鎂板的基面織構，從而提高復合板材后續軋制成形或沖壓成型性能。最后需要說明的是，本專利技術的上述實例僅僅是為說明本專利技術所作的舉例，而并非是對本專利技術的實施方式的限定。盡管申請人參照較佳實施例對本專利技術進行了詳細說明，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本專利技術的技術方案所引申本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鎂基復合板材，由上下疊放的至少兩塊基材軋制而成，其特征在于：從疊放板材任意橫截面觀察，相鄰兩塊基材的結合面為曲面結構。

【技術特征摘要】
1.一種鎂基復合板材，由上下疊放的至少兩塊基材軋制而成，其特征在于：從疊放板材任意橫截面觀察，相鄰兩塊基材的結合面為曲面結構。2.根據權利要求1所述的鎂基復合板材，其特征在于：所述曲面結構在橫截面上的投影為鋸齒形、波浪形或者正弦曲線。3.一種調控鎂基復合板材織構的軋制方法，其特征在于：步驟如下，1）將兩塊或多塊基材上下疊放，最下層基材的上表面、最上層基材的下表面、如果有中間基材則中間基材的上下表面為由平行溝槽和溝槽間的凸起構成的相同的曲面結構；任意一基材曲面上的溝槽與與之結合的相鄰基材曲面上的凸起對應且互相扣合放置；2）通過熱軋方式將所有基材軋制在一起，軋制沿著基材...

【專利技術屬性】
技術研發人員：信運昌，孫正，彭研碩，劉慶，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：重慶,50