铝镁合金固态成型产品与铸态相比具有明显的性能优势,因此铝镁合金型材板材的应用前景被广泛看好。在我国,铝镁合金型材板材的应用已经呈现出快速上升的趋势。
铝镁合金在室温下塑性较低,延伸率只有4%-5%,容易脆裂,轧制加工比较困难,在温度达到200℃以上的情况下,铝镁合金的塑性就会大大改善,完全可以进行挤压加工。高温轧制会损耗大量的能量,而且要配备相当复杂的设备。因此,尽管低温轧制受到很多铝镁合金自身晶格结构的限制[9],但仍然是目前研究的重点方向。提高铝镁合金累积轧下量是解决问题的关键。
目前,铝镁合金管材、棒材、型材、带材的加工工艺主要采用挤压成形。挤压成形的合金的力学性能比铸造合金的力学性能要好得多。金属在挤压变形中受到三向压应力作用,可以充分发挥其塑性,提高变形能力,获得较大的变形量[10]。因此,挤压加工成为制造各种直径和各种规格的铝镁合金管材、棒材、型材、带材等产品的首选工艺。铝镁合金挤压成形产品的质量受到诸多因素的影响,准确控制这些因素是挤压加工的重要内容。
铝镁合金薄板的主要成型方式是轧制,铸态和挤压态的铝镁合金都可以进行轧制。冲压工艺的优点在于可制造形状复杂的工件,这项工艺对铝镁合金在很多方面的应用具有重要影响。冲压工艺最典型的工艺就是拉深。拉深是把平面形状的毛坯借助于模具的作用,制成开口空心形状零件的一种冲压工艺方法[11]。复杂铝镁合金冲压件的制作大多是通过拉伸与其他工艺组合完成的。由此可见拉深工艺的重要作用。
铝镁合金在较高温度下特别是400℃以上很容易产生氧化腐蚀,导致铝镁合金的热锻成形技术研究十分困难,目前几乎没有什么进展。同时,也限制了铝镁合金在某些方面的应用。
半固态加工技术是提高镁铝合金制作性能的有效途径之一,这类技术是当前的研究热点,但目前离实际生产还有一定的距离。
虽然中国对各类新型铝镁合金和铝镁合金各种可能的成型方式都进行了比较系统的研究,但目前国内铝镁合金企业的产品仍然以商业铝镁合金常规压铸,重力铸造为主,铝镁合金的挤压、轧制成型工艺刚刚开始应用于实际生产,而半固态成型等其它成型工艺则使用较少。
随着铝镁合金加工技术的发展和铝镁合金理论研究的逐渐进步,铝镁合金的发展逐渐形成了以下几个发展方向[12]:
(a)优化使用性能
制取新型铝镁合金的有效方法是在已有的合金的基础之上,通过化学或物理方法控制合金中杂质元素含量或添加元素含量来优化改善合金的性能。
(b)合金专用化
开发专用铝镁合金,更好的满足现代化加工对铝镁合金材料的需求。不同的铝镁合金用于不同的用途。
1。5 金属和合金再结晶
金属和合金经塑性变形后,内部组织与各项性能均发生相应变化,并产生大量晶体缺陷(位错、空位等),变形金属中还储存了相当数量的弹性畸变能,使其处于热力学不稳定的高自由能状态[13]。因此,经塑性变形的材料具有自发恢复到变形前低自由能状态的趋势。
经冷塑性变形的金属,通过适当的加热和保温将发生一系列组织、性能的变化。根据其显微组织及性能的变化情况,可将这种变化分为:回复、再结晶和晶粒长大。
当退火温度足够高、时间足够长时,在变形金属或合金的显微组织中,产生无应变的新晶粒──再结晶核心。新晶粒不断长大,直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。金属的再结晶过程是在一定温度范围内进行的。通常把变形程度在70%以上的冷变形金属经1h加热能完全再结晶的最低温度,定为再结晶温度。实验证明,金属的熔点愈高,在其他条件相同时,其再结晶温度也愈高。金属的再结晶温度(T再)与其熔点(T熔)间的关系,大致可用下式表示:文献综述