高性能镁合金薄带制备技术研究

• 作 者: 李永林
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: AZ31镁合金 双辊铸轧 厚度缺陷 数值模拟 塑性成形

镁合金材料以其轻质、抗震、高阻尼性、高导热性、抗电磁干扰和易于回收利用等一系列明显性能优势，日益受到汽车、电子通信、航空航天等领域的青睐。许多国家已经将镁合金新材料和新工艺的研究和开发视为新世纪的一项重大战略选择。
镁合金薄板大量应用于交通工具及3C产品外壳，是目前急需产品。但由于其晶体学特点，难于塑性成形，传统镁合金板带制备工艺复杂、成材率低，严重制约镁合金板带大量应用。双辊铸轧镁合金薄带技术是当前镁合金制备新工艺，可极大简化工艺流程，解决镁合金板材成形过程中一氧化烧损及难于塑性成形两大关键问题。本文对双辊铸轧镁合金工艺进行基础研究，主要内容如下：
1.以纯镁锭为原料，在实验室条件下制备了AZ31变形镁合金，通过正交实验确定了AZ31变形镁合金铸锭制备的关键工艺参数。铸锭成分分析、组织观察和力学性能检验结果表明，所制备的镁合金满足标准要求。
2.利用实验室等径双辊铸轧机制备出宽250mm，厚1.0～2.0mm的AZ31镁合金薄带，并将各工艺参数对实验过程的影响进行分析。
3.对铸轧镁合金薄带进行了组织和性能分析，结果表明铸带晶粒组织均匀，力学性能优良。铸轧状态镁合金薄带的X-射线衍射物相分析发现AZ31镁合金薄带室温下仅有α-Mg相，晶界处无Mg17Al12相偏析。
4.根据铸轧实验研究结果，分析了影响镁合金薄带铸轧工艺稳定性的主要因素。对铸带裂纹、厚度缺陷的形成原因进行了分析并提出了预防措施。
5.利用ANSYS有限元分析软件，对AZ31镁合金薄带铸轧过程进行数值模拟。主要分析不同过热度、铸轧速度、辊面状况对铸轧过程的影响，模拟结果与实验数据基本吻合。