Al基非晶包套擠壓工藝的數(shù)值模擬.pdf

1、Al基非晶合金具有較高的比強(qiáng)度、良好的韌性以及較高的耐蝕耐磨性能。但是其非晶形成能力有限，難以獲得大尺寸塊體非晶合金。利用非晶合金在過冷液態(tài)的粘滯流變行為，為將粉末固結(jié)成為致密的塊體材料提供了機(jī)遇。本文以Al-Ni-Y-Co-La非晶合金為基礎(chǔ)，利用氣體霧化法制備出良好的非晶粉末，采用包套擠壓成型方法可制備出具有高致密度的Al基塊體非晶合金。然而在包套擠壓過程中材料內(nèi)部的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化與工藝參數(shù)的改變密切相關(guān)。由于擠壓過程的不可視

2、化，以及擠壓過程中邊界條件復(fù)雜化，使得工藝控制成為難點(diǎn)。
　　本文利用有限元方法對(duì)Al(8)6Ni6Y4.5Co2La1.5非晶合金粉末包套擠壓過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分別考察了包套材料的選擇、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、擠壓速度和擠壓比兩種擠壓工藝參數(shù)的優(yōu)化，以及在擠壓過程中溫度場(chǎng)的分布等，以期制定出最佳的擠壓工藝。主要結(jié)論如下：⑴包套材料的選擇。選取了1011、6062和2024三種不同強(qiáng)度和塑性的鋁合金做為包套材料，模擬結(jié)果表明采用6062鋁

3、合金做為包套材料在變形過程中與坯料的強(qiáng)度匹配較好，坯料變形均勻穩(wěn)定，應(yīng)力變化均勻。⑵模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了四種模具出口角度，分別為圓角、30°、45°和60°，模擬結(jié)果表明:出口角度為圓角時(shí)，有利于包套和坯料順利擠出模具，坯料的截面尺寸穩(wěn)定，等效應(yīng)力分布均勻，效率高。⑶擠壓工藝的優(yōu)化。分別選取了擠壓速度為1mm/s、2mm/s和4mm/s，擠壓比為4∶1、10∶1和20∶1的工藝參數(shù)。結(jié)果表明:擠壓速度2mm/s，擠壓比4∶1時(shí)，包套和