基于復(fù)雜斷面零件的AZ31鎂合金差溫成形性能研究.pdf

1、鎂合金板材采用沖壓工藝成形可直接使用高密度的軋制板料,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品具有較好的力學(xué)性能和表面質(zhì)量,具有很大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。由于鎂合金具有密排六方結(jié)構(gòu),滑移系少,常溫下鎂合金塑性較差,變形困難,室溫沖壓成形時(shí)易開(kāi)裂。研究鎂合金板材成形性能,提高鎂合金板材性能和改善沖壓變形工藝,是擴(kuò)大鎂合金板材應(yīng)用領(lǐng)域、提高鎂合金產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。
　　本論文以AZ31鎂合金軋制板材為研究對(duì)象,通過(guò)溫拉伸實(shí)驗(yàn),分析成形溫度、變形速率對(duì)鎂合

2、金應(yīng)力應(yīng)變的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在200℃~280℃范圍、低應(yīng)變速率時(shí)鎂合金的延伸率較大。通過(guò)分析溫度、應(yīng)變速率和流變應(yīng)力的三者關(guān)系,修正Fields and Backofen方程參數(shù),建立了AZ31鎂合金溫拉伸的流變應(yīng)力本構(gòu)方程。AZ31鎂合金溫拉伸成形前后組織變化顯示低速成形后的晶粒小于原始狀態(tài)下的晶粒,并出現(xiàn)了“項(xiàng)鏈”組織特征。
　　基于AZ31鎂合金應(yīng)力本構(gòu)方程,借助DEFORM-3D有限元軟件,對(duì)AZ31鎂合金溫成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)

3、值模擬,分析成形溫度、變形速率、壓邊力和摩擦條件等因素對(duì)AZ31在復(fù)雜斷面成形時(shí)的材料流動(dòng)、缺陷形成和韌性破裂等方面的影響規(guī)律,確定最佳的成形條件:凸模溫度為200℃、凹模溫度為250℃。成形速率為ν=1mm/s,壓邊力為3t,成形摩擦系數(shù)為0.25。為實(shí)際設(shè)計(jì)鎂合金筆記本電腦外殼溫成形模具和成形溫度控制提供理論依據(jù)。
　　以溫拉伸實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果為指導(dǎo),以筆記本電腦外殼產(chǎn)品為對(duì)象,分析產(chǎn)品特征,確定了溫成形工序,設(shè)計(jì)AZ31鎂

4、合金筆記本電腦外殼溫成形模具和溫度控制系統(tǒng)。
　　利用本論文所設(shè)計(jì)的溫成形模具和溫度控制系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究了凸模與凹模溫度、沖頭速度、壓邊方式和潤(rùn)滑油等因素對(duì)AZ31鎂合金沖壓成形的影響,發(fā)現(xiàn)凸模與凹模溫度影響鎂合金沖壓成形性能,溫度低于120~180℃時(shí),拉深圓角直壁處出現(xiàn)起皺缺陷;凸模溫度高于280℃,拉深圓角直壁處出現(xiàn)斷裂,在220℃~250℃時(shí),差溫加熱模具、在彈簧壓邊和潤(rùn)滑條件下進(jìn)行慢速拉深可以實(shí)現(xiàn)AZ31鎂合金沖壓成形,成