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文檔簡介
1、由于到目前為止,鎂合金在開發(fā)技術(shù)和處理技術(shù)上還需要較高的成本,且鎂合金在力學性能上也存在塑性較低等缺陷,因此其使用并未得到廣泛的普及。本文主要針對在工業(yè)生產(chǎn)、航空航天和3C領(lǐng)域等應用較為廣泛的鎂合金管形件作一個較為基礎(chǔ)的研究,從而為后續(xù)的實驗和生產(chǎn)提供一定的理論參考。
對于鎂合金管形件的成形,由于鎂合金大多通過鑄造生產(chǎn),其自身存在一些鑄造產(chǎn)品常見的缺陷,比如縮孔、縮松、氣孔等,從而導致其力學性能較差,塑性較低。塑性成形能夠有效
2、的改善鎂合金的力學性能,但是采用普通塑性成形方法,其改善作用有限,而采用多向鍛造、等徑角擠壓等方法成形時,性能提升較大,但是成形的產(chǎn)品類型有限且成本太高。在本文中,針對鎂合金管形件,以高壓扭轉(zhuǎn)的大塑性變形為基本的研究思路,提出了錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓成形的方法。在傳統(tǒng)擠壓的擠出上,對錐形凹模施加一定的旋轉(zhuǎn),從而增大變形區(qū)域的等效應變,改善材料的力學性能。
本文首先在傳統(tǒng)擠壓受力分析的基礎(chǔ)上,采用上限法和主應力法相結(jié)合的辦法對管
3、形件的錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓成形的受力情況進行分析,得出在管形件錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓成形時所需的軸向擠壓力。同時,在國外學者研究的基礎(chǔ)上,提出在受錐形旋轉(zhuǎn)凹模影響的前提下,坯料內(nèi)部材料在一定的長度范圍內(nèi)會發(fā)生扭轉(zhuǎn),并且對其發(fā)生扭轉(zhuǎn)的長度范圍做出一個理論上的推導預測,為后續(xù)研究提供一定的參考依據(jù)。
對于AZ80鎂合金管形件錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓的成形,主要借助有限元模擬軟件DEFORM-3DV11.0對AZ80鎂合金基本管材成
4、形過程進行數(shù)值模擬分析研究。通過對在傳統(tǒng)擠壓和錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓的工藝條件下管形件成形的金屬流動規(guī)律、等效應變分布情況、成形載荷、速度場、成形效果等方面的研究,得出錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓與傳統(tǒng)擠壓相比存在的缺陷和優(yōu)勢。與傳統(tǒng)擠壓相比,采用錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓時軸向壓力有明顯的減少,等效應變顯著增大,同時通過金屬流動圖可以發(fā)現(xiàn),在一定范圍內(nèi)坯料會發(fā)生一定的扭轉(zhuǎn)。當旋轉(zhuǎn)速度和擠壓速度的匹配不合適,如:旋轉(zhuǎn)速度太大而擠壓速度過小時,成形
5、的管形件會發(fā)生明顯的起皺甚至是撕裂的缺陷。
最后,通過正交實驗法對影響管形件錐形凹模穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)正擠壓成形的各個工藝參數(shù)包括凹模旋轉(zhuǎn)速度、模具半錐角、溫度、摩擦系數(shù)、擠壓速度等對成形載荷和等效應變的影響進行研究。通過對比,各個參數(shù)對等效應變的結(jié)果的影響由大到小依次是溫度、模具半錐角、擠壓速度、凹模旋轉(zhuǎn)速度、摩擦系數(shù);各個參數(shù)對等效應變標準差的影響從大到小依次是擠壓速度、模具半錐角、溫度、凹模旋轉(zhuǎn)速度、摩擦系數(shù)。最后對多指標的正交實
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