本發明屬于油氣田井下工具制造領域，具體涉及一種可降解鎂合金橋塞用瓦楞件及軋制制備方法，特別是一種通過異型異步軋制成型工藝制備可降解鎂合金橋塞用瓦楞件的方法。
背景技術：
1、在非常規油氣資源開發領域，尤其是頁巖氣、致密油等資源的水平井分段壓裂作業中，全金屬可降解橋塞是實現層段隔離的核心井下工具。憑借其“用后可控降解、無需鉆磨”的特性，該工具不僅大幅提升了作業效率，還有效降低了井控風險，成為推動非常規油氣高效開發的關鍵技術之一。
2、瓦楞件（或稱瓦楞錨定卡瓦）作為橋塞總成中承擔錨定與高壓密封功能的關鍵構件，需在高溫、高礦化度流體中，承受高達70mpa以上的壓差工況，服役環境極為苛刻。這一特性對瓦楞件的制造材料提出了極高要求：材料不僅需具備優異的比強度和可控的降解速率，還需在座封過程中產生的大變形條件下，保持結構的完整性與長期可靠性。
3、目前，高性能瓦楞件多選用可降解鎂合金制造。然而，鎂合金受限于密排六方晶體結構，室溫下滑移系匱乏，塑性加工窗口狹窄。此外，為滿足耐壓與速溶的雙重指標，合金基體中常彌散分布著大量硬脆的第二相。這些第二相雖然強化了基體，但也顯著加劇了材料的變形抗力，導致成型難度極大。特別是針對瓦楞件的復雜異形結構，現有的主流成型工藝——鑄造成型工藝和擠壓成型工藝均存在明顯的技術局限性，其中鑄造成型工藝存在組織疏松、偏析嚴重的問題，擠壓成型工藝則存在各向異性顯著、流線與受力失配以及機加成本高昂的問題。
4、更為關鍵的是，無論是鑄造成型工藝還是擠壓成型工藝制成的可降解鎂合金材料，均需通過機械切削加工才能最終制得橋塞用瓦楞件成品。然而，切削加工過程會切斷金屬流線，導致材料利用率低下，進而引發抗剪切能力不足及降解行為不可控等一系列問題，嚴重影響了瓦楞件的性能穩定性和使用壽命。
5、因此，亟需開發一種適用于可降解鎂合金橋塞用瓦楞件的軋制成型方法，且能夠實現難變形鎂合金高性能成型與組織性能協同提升。
技術實現思路
1、針對上述現有技術存在的不足，本發明提供了一種可降解鎂合金橋塞用瓦楞件及軋制制備方法，旨在提供一種適用于可降解鎂合金橋塞用瓦楞件的軋制成型方法，克服傳統鑄造成型工藝組織疏松、偏析嚴重以及擠壓成型工藝各向異性顯著、后續機加成本高且破壞流線的雙重局限性，同時解決切削加工成型導致的金屬流線被切斷、材料利用率低、抗剪切能力不足及降解行為不可控等一系列技術問題，從而實現難變形鎂合金高性能成型與組織性能協同提升，最終提供一種高材料利用率、強韌性優異的可降解鎂合金橋塞用瓦楞件。
2、本發明通過對難變形可降解鎂合金坯料實施多道次異步孔型軋制，利用下凹輥和上凹輥的線速度差異在變形區引入強烈的交叉剪切場（即搓軋效應）。這種附加的剪切變形不僅大幅改善了鎂合金的塑性流動能力，使其能夠精準填充復雜的瓦楞孔型，實現近凈成形；更在保留順應齒形分布的完整金屬纖維流線的同時，有效破碎粗大的第二相顆粒并誘導非基面滑移與充分的動態再結晶，從而弱化基面織構。最終，在大幅提高材料利用率的前提下，實現了瓦楞件抗剪切強度、結構完整性與均勻降解性能的協同提升。
3、本發明第一方面提供了一種可降解鎂合金橋塞用瓦楞件的軋制制備方法，包括以下步驟：
4、s1、軋制設備預備與預處理：預先準備具有異速軋制功能的軋機，并對軋輥表面進行硬化及拋光處理，其中軋機上安裝的軋輥為瓦楞孔型軋輥，且瓦楞孔型軋輥包括上凹輥和下凹輥；
5、s2、原料預處理：先對坯料進行均勻化熱處理，隨后對均勻化熱處理后的坯料表面進行機械打磨，打磨至去除氧化層及表面缺陷，然后進行清洗干燥處理；
6、s3、異型異步熱軋成型：先對瓦楞孔型軋輥和預處理后的坯料進行加熱控溫，隨后進行兩階段軋制處理，使坯料截面受迫流變并軋制成形為瓦楞形，獲得軋制后瓦楞件，隨后將軋制后瓦楞件水冷或空冷至室溫，其中異型異步熱軋成型處理過程中溫度為380～420℃；
7、s4、去應力退火：對異型異步熱軋成型后的瓦楞件進行退火處理，以消除異速強剪切及復雜截面變形引入的殘余內應力與加工硬化；
8、s5、精整：對去應力退火處理后的瓦楞件進行精整處理，制得滿足橋塞尺寸精度的成品瓦楞件。
9、優選的，軋機為二輥可逆式熱軋機，瓦楞孔型軋輥由優質熱作模具鋼制造而成；
10、此外，上凹輥和下凹輥的表面均加工有與瓦楞件對應的異型凹槽，且上凹輥和下凹輥的異型凹槽具有同心圓弧狀的橫截面輪廓；下凹輥成形面的曲率半徑與待裝配的橋塞中心管的外半徑相等，且上凹輥和下凹輥成形面的曲率半徑以及瓦楞件的目標厚度滿足如下關系：
11、r2-r1=h
12、式中，r2為上凹輥成形面的曲率半徑，r1為下凹輥成形面的曲率半徑，h為瓦楞件的目標厚度。
13、優選的，坯料為可降解鎂合金鑄錠，其中可降解鎂合金為mg-al系或mg-zn系可降解鎂合金。
14、優選的，均勻化熱處理工藝具體為：以5～7min/℃的升溫速率將坯料加熱至380～420℃，保溫18～24h，隨后水冷至室溫；
15、清洗干燥處理工藝具體為：使用常溫清水對打磨后的坯料進行漂洗，去除表面殘留的打磨粉塵，隨后將清洗后的坯料置于干燥箱中進行熱風干燥，直至坯料表面干燥無水漬即可；
16、去應力退火工藝具體為：將異型異步熱軋成型后的瓦楞件裝入加熱爐，加熱至200～300℃，保溫30～60min后水冷至室溫；
17、精整處理包括矯直、定尺切斷和邊緣修整。
18、優選的，步驟s3具體為：
19、s31、加熱控溫：將預處理后的坯料加熱至380～420℃，保溫30min；軋制前，將瓦楞孔型軋輥預熱至160～200℃；
20、s32、粗軋：設定上凹輥/下凹輥的線速度為37～51mm/s，隨后進行3～4道次軋制，并在每道次軋制后進行10min退火處理，其中粗軋時異速比滿足：1.2≤異速比≤1.3，異速比為下凹輥的線速度與上凹輥的線速度之比；單道次壓下率為12.0%～20.6%，退火溫度為380～420℃；
21、s33、精軋：設定上凹輥/下凹輥的線速度為22～36mm/s，隨后進行4～8道次軋制，并在每道次軋制后進行10min退火處理，獲得軋制后瓦楞件，隨后將軋制后瓦楞件水冷或空冷至室溫，其中精軋時異速比滿足：1.0＜異速比≤1.1，異速比為下凹輥的線速度與上凹輥的線速度之比；單道次壓下率為1.3%～5.4%，退火溫度為380～420℃。
22、優選的，兩階段軋制處理時，單道次壓下率的分配遵循“粗軋快速強剪切改性、精軋慢速微變形控形”的原則，具體為：粗軋時，采用少道次、大變形的策略，利用異型異步軋制引入的強剪切應變場破碎粗大第二相并誘導動態再結晶；精軋時，采用多道次、小變形的策略，通過微調變形量修正幾何形狀并抑制回彈；
23、以預處理后的坯料厚度為基準，粗軋處理后，總壓下率為40%～50%；以粗軋后的坯料厚度為基準，精軋處理后，總壓下率為10%～20%。
24、優選的，異型異步熱軋成型處理時，在異速軋制引入的強剪切流變與瓦楞孔型三向壓應力的協同作用下，坯料內尺寸為50～100μm的原始粗大鑄造晶粒發生劇烈破碎，并誘發高密度的非基面滑移與連續動態再結晶，再結晶體積分數達到95%以上，軋制后顯微組織轉變為取向隨機、分布均勻的細小等軸晶，平均晶粒尺寸細化至5～15μm；
25、此外，坯料中沿晶界呈連續/半連續網狀分布或呈粗大骨骼狀/塊狀的第二相，在劇烈剪切變形中被機械破碎，破碎后的第二相顆粒最終呈近球狀或橢球狀彌散分布于晶內及晶界處，其平均尺寸細化至0.5～2μm，且未發生明顯的顆粒團聚現象，其中呈連續/半連續網狀分布的第二相的平均網壁厚度為5~12μm，呈粗大骨骼狀/塊狀的第二相的直徑為20~50μm。
26、優選的，制成的可降解鎂合金橋塞用瓦楞件，抗拉強度≥250mpa，屈服強度≥155mpa，延伸率≥15%，基面織構強度≤15。
27、本發明第二方面提供了一種可降解鎂合金橋塞用瓦楞件，采用一種可降解鎂合金橋塞用瓦楞件的軋制制備方法制造而成。
28、優選的，所述可降解鎂合金橋塞用瓦楞件，應用于頁巖氣開采和油田開采領域。
29、與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
30、1、本發明創新性地耦合了瓦楞孔型設計與異型異步軋制成型工藝，在材料變形區構建了強剪切與三向壓應力相協同的復雜應力場。該應力狀態通過引入顯著的附加剪切應變，有效克服了非基面滑移啟動的臨界分解剪切應力閾值，大量激活了柱面與錐面等非基面滑移系。這一機制大幅拓寬了鎂合金的塑性成形極限，從根本上突破了其在室溫及中低溫環境下本征塑性差、易發生邊緣開裂的加工瓶頸。
31、2、本發明提出“大壓下量粗軋誘發強剪切微結構改性、微壓下量精軋實現尺寸精確控形”的多道次流變微觀組織調控策略，有效松弛了非均勻變形誘導的殘余應力，顯著抑制了復雜瓦楞型面的彈性回彈行為，最終賦予產品極高的尺寸精度與裝配契合度，實現了鎂合金異型材的高質量近凈成形。
32、3、本發明利用異型異步軋制成型工藝特有的強剪切應變場，通過引入劇烈的搓軋效應，將鑄造組織中粗大的網狀第二相破碎為亞微米級的彌散顆粒，顯著改善了合金的顯微組織與降解均勻性；同時，這種彌散分布的微觀結構不僅消除了由大尺寸第二相引起的局部點蝕風險，使瓦楞件在含氯離子的井下流體中表現出均勻、可控的降解行為，更通過細晶強化與沉淀強化機制，大幅提升了合金的屈服強度與硬度，解決了傳統工藝中強度與耐蝕性難以兼顧的難題。
33、4、相較于傳統擠壓成型工藝，本發明制備的瓦楞件具有弱化的基面織構與順應齒形的完整金屬流線，力學性能更為優越。本發明通過異型異步軋制誘導非基面滑移，成功弱化了鎂合金強烈的基面織構，顯著降低了材料的各向異性并提升了橫向塑性，確保瓦楞件在座封大變形工況下保持結構完整、不易開裂；同時，異型異步軋制成型工藝的生產效率顯著高于傳統擠壓成型工藝，其近凈成形工藝不僅大幅降低了昂貴鎂合金的材料損耗，還保證了金屬流線（纖維組織）嚴格順應瓦楞波形分布且未被切斷，極大地增強了輪齒部位的抗剪切強度與抗崩缺能力，從而有效滿足了頁巖氣的水平井分段壓裂作業中高溫、高壓差工況對工具高可靠性的嚴苛要求。