一种基于孪生变形的镁合金薄板成形性能改善方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属塑性加工领域，特别涉及镁合金薄板成形性能改善方法。
【背景技术】
[0002]镁合金具有比强度高、电磁屏蔽性能好、阻尼减震性能优异等特点，在汽车、航空航天、国防、电子通信等领域具有巨大的应用潜力。大多数镁合金是密排六方结构(HCP)，室温下容易开动的独立滑移系(孪生系)较少，限于基面滑移系与拉伸孪生系，是一种室温塑性较差的材料。此外，通过乳制等工艺制备的镁合金板材往往具有较强的基面织构，而基面织构不利于后续变形(比如冲压变形)过程中基面滑移系的开动，从而进一步降低了镁合金板材的室温成形性能。学者们提出了多种减弱基面织构的方法，比如多道次弯曲以及等通道乳制，但是这些方法主要是基于位错滑移，往往需要多道次工序以及较大变形量才能在一定程度上减弱镁合金板材的基面织构。
[0003]拉伸孪生是镁合金的一种重要塑性变形机制。当拉伸孪生被激活时，晶粒的C轴将旋转86°，这就显著改变了晶粒取向。因此，可以利用镁合金的孪生变形调控镁合金板材的织构。但是，孪生是一种极性变形机制，即只在特定应力或者应变状态下才会被激活，比如拉伸孪生只有在晶粒C轴方向受到拉应力或者发生拉伸变形时才会发生。对于镁合金薄板，要激活拉伸孪生，需要在平面内实施压缩变形。然而，平面内压应力容易导致薄板弯曲失稳，而无法实现平面内压缩变形，这导致人们在过去的时间里忽略了利用孪生变形调控镁合金薄板织构方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决现有的镁合金薄板成形性能改善方法中，因基于滑移变形机制而需要实施复杂的大变形，而且成形性能改善效果十分有限的问题。
[0005]为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于孪生变形的镁合金薄板成形性能改善方法，包括以下步骤:
[0006]I)选用一套平面应变模具；
[0007]2)获取至少一块镁合金薄板；
[0008]3)将步骤2)所述的镁合金薄板置于平面应变模具中；镁合金薄板不止一块时，这些薄板叠合在一起。
[0009]对镁合金薄板的进行平面内压缩，使其发生孪生变形；
[0010]4)对经过步骤3)处理的镁合金薄板(预压缩变形后的板材)进行退火处理。
[0011]更为具体的步骤是:
[0012]SI)收集或者加工一套平面应变压缩模具或者一套能预防薄板平面内压缩失稳的模具；
[0013]S2)从待加工的镁合金薄板上切取尺寸适合于步骤SI中模具的块状样品，块状样品的四边分别平行于板材乳制方向(RD向)与横向(TD向)；
[0014]S3)利用步骤SI中的模具对步骤S2中的块状样品实施一定量的平面内压缩变形；
[0015]S4)对步骤S3中预压缩变形后的板材进行退火处理，消除应变硬化效应，从而获得基面织构弱化、塑性成形性能得以提高的薄板产品。
[0016]进一步，步骤S3中所述平面内压缩变形方向可以沿乳制方向，或者横向，又或者先乳制方向再横向，再或者先横向再乳制方向。
[0017]进一步，步骤S3中所述平面内压缩变形量小于6%。
[0018]进一步，步骤S3中所述平面内压缩变形可针对一片块状样品，也可针对几片块状样品同时实施。
[0019]进一步，步骤S4中的退火温度范围在200-300°之间。
[0020]本发明的有益效果:
[0021]本发明提供的改善镁合金薄板成形性能的方法，利用了拉伸孪生能显著改变镁合金晶粒取向的特性，通过实施简单的、小变形量的压缩变形即可明显改变薄板基面织构，从而得到成形性能显著改善的镁合金薄板，为镁合金薄板后续的深加工提供可靠保证。
【附图说明】
[0022]图1为本发明所选用的平面应变模具示意图；
[0023]图2为本发明块状镁合金样品示意图；
[0024]图3为实施例1中平面内压缩变形示意图，同时也是实施例2中第一阶段平面内压缩变形示意图；
[0025]图4为实施例2中第二阶段平面内压缩变形示意图；
[0026]图5为原始板材与实施例1和实施例2预处理后板材的微观组织对比图；
[0027]图6为原始板材与实施例1和实施例2预处理后板材的(0001)面极图对比图；
[0028]图7为原始板材与实施例1和实施例2预处理后板材的杯突实验结果对比图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
[0030]实施例1:
[0031]—种基于孪生变形的镁合金薄板成形性能改善方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0032]I)收集或者加工一套适合于待加工板材的平面应变压缩模具或者一套能预防薄板平面内压缩失稳的模具，如图1所示。
[0033]值得说明的是，图1提供了实现本发明目的的一种模具，该模具包括上模和下模。所述上模由相互垂直的横向板块和竖向板块构成；所述上模的竖向剖面为“T形”平面；所述下模的上端开有矩形槽；所述矩形槽沿水平方向的两端贯穿下模的侧面；所述上模的竖向板块与下模的矩形槽契合；所述矩形槽能够将薄板试样(一块或多块叠放)完全容纳在槽内。
[0034]2)从待加工的镁合金薄板(厚度2.2mm)上切取块状样品；如图2所示，本实施例所切取的块状样品为矩形样品，其四边分别平行于乳制方向(RD)和横向(TD);值得说明的是，步骤I)所述的“选择适合于待加工板材的模具”，即是当板材厚度尺寸确定以后，再选合适尺寸的模具，保证板材能够如图3那样置于模具中，被压缩时不会失稳。
[0035]3)在平面应变模具的工作面(即样品与矩形槽的接触面)上添加固体润滑剂，本实施例使用聚四氟乙烯薄膜；将单块或多块块状样品放在工作面上。图