ZK60镁合金薄壁矩形管等温挤压仿真研究

合理的挤压速度规范是实现车架用ZK60薄壁矩形管等温挤压成形的关键因素。本文基于Deform-3D平台,以ZK60镁合金薄壁矩形管为研究对象,结合Pro/E软件,对该零件的等温挤压过程进行数值模拟分析,获得了该规格薄壁矩形管的等温挤压成形温度范围及确定了等温挤压速度规范。最后,通过实验验证了本文建立的有限元模型和该ZK60镁合金薄壁矩形管等温挤压速度规范优化结果的正确性。     

AZ31镁合金的等温挤压及其力学性能分析

等温挤压是镁合金材料的重要加工方法,它能改善制品的质量,提高制品的力学性能。研究了等温挤压AZ31镁合金材料的力学性能。结果表明：等温挤压显著地提高AZ31镁合金的强度、硬度,但当变形程度达到82％以上时,其强度不再增加,反而下降。材料的硬度有方向性。     

AZ80镁合金开口凸模旋转挤压过程中的空洞演化研究

针对镁合金材料中存在的空洞问题,利用DEFORM-3D有限元软件对AZ80镁合金开口凸模旋转挤压过程中的空洞演化进行了数值模拟,研究挤压速度和旋转速度对球体型空洞缺陷演化的影响,得到空洞闭合的临界条件。结果表明:挤压速度(取值范围为0. 05～5 mm·s~(-1))小于0. 5 mm·s~(-1)时,挤压速度越大,空洞闭合速度越快,空洞闭合所需临界压下量越小;挤压速度大于0. 5 mm·s~(-1)时,挤压速度越大,空洞闭合速度越慢,空洞闭合所需临界压下量越大;旋转速度(取值范围为0. 04～0. 4 rad·s-1)越大,空洞闭合速度越慢,空洞闭合所需临界压下量越大。通过分析变形过程中空洞周围的应变场,提出当空洞周围的等效应变达到0. 453或者更大值时,空洞闭合。在Gleeble-3500热模拟机上进行物理实验,验证了模拟结果的可靠性,为进一步的实验研究提供指导。     

AZ31镁合金薄壁管材等温挤压工艺分析及模具设计

本文通过对AZ31镁合金薄壁管材成形的工艺分析,采用了空心坯正挤压、等温成形的工艺方法,确定了其成形工艺参数,并介绍了该薄壁管材的挤压模具结构设计。     

AZ31镁合金挤压板坯的二次变形行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对AZ31镁合金挤压板坯进行平面应变压缩实验,研究镁合金二次变形条件下的热变形行为。结果表明,AZ31镁合金挤压板坯二次变形中发生明显的动态再结晶,进一步细化了再结晶晶粒,且二次变形削弱了挤压板坯的(0002)基面织构强度。DEFORM 3D有限元模拟结果表明,当应变速率一定时,变形温度是决定再结晶晶粒大小的主要因素,而当变形温度一定时,高应变速率所引起的显著温升不利于应变累积,因而再结晶晶粒细化效果并不明显。     

挤压态AZ31镁合金真空扩散焊试验研究

首先对挤压态AZ31镁合金进行等温热处理,获得不同的晶粒尺寸,然后研究时间、杂质、晶粒尺寸对扩散焊焊缝的影响.试验结果表明,在一定范围内,保温时间越长扩散焊效果越好;扩散焊前晶粒越细,扩散焊所需的时间越短,扩散效果越好,晶粒长大程度也小;熔合线处硬度值上升,距焊缝越远,硬度越低.     

模具锥角对AZ31镁合金棒材热减径挤压的影响规律

模具锥角α是影响镁合金型材热减径挤压动态再结晶行为的重要参数之一,通过建立AZ31镁合金棒材热减径挤压工艺动态再结晶预测模型,并针对模拟结果进行了挤压实验,对模具锥角α的影响规律进行了研究。结果表明:晶粒尺寸沿径向由中心向表层逐渐细化,沿轴向呈带状分布;随模具锥角α的增大,型材表层金属晶粒尺寸细化程度不断加剧;当模具锥角α从50°过渡到90°时,挤压型材表层金属平均晶粒尺寸细化程度提升25%,实验与模拟结果吻合良好。     

镁合金挤压变形工艺的研究进展

镁合金是目前金属结构材料中最轻的材料,挤压变形是镁合金变形最常用的方法,在提高镁合金综合性能方面具有显著的作用。综述了镁合金挤压变形的传统挤压方法和非传统挤压方法,其中传统挤压方法包括正挤压、反挤压、等通道转角挤压等,非传统挤压方法包括等通道转角膨胀挤压、复合挤压、连续变截面直接挤压等;介绍了挤压变形在制备铝/镁合金复合材料等方面取得的研究进展;分析了不同挤压变形方法在细化镁合金晶粒、提高力学性能等方面的作用和机理。提出采用创新的挤压变形方法,制备出不仅具有优异的力学性能,而且兼备较高的抗腐蚀性能的铝/镁合金复合材料,将是镁合金挤压变形技术未来发展的趋势。     

挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响

试验研究了挤压比对AZ31镁合金组织结构的影响.结果表明,258℃挤压变形镁合金在形变初期容易出现孪晶,再结晶晶粒一般出现在晶界和孪晶附近.挤压比小时动态再结晶晶粒平均尺寸为2 μm,动态结晶细化了晶粒.随着挤压比增大,晶粒尺寸减小,组织趋于均匀.挤压比达到16时,动态再结晶基本完成.挤压比为25时,能得到晶粒细小且均匀的组织,平均晶粒尺寸为7.3 μm.     

AZ31镁合金挤压过程的数值模拟

采用DEFORM-2D对AZ31镁合金的挤压变形过程进行了数值模拟。通过设计实验验证了所选材料应力-应变、摩擦系数和换热系数等参数的可靠性。在此基础之上,对一系列不同挤压过程进行了模拟计算分析,得到了坯料温度场分布、应力场分布及挤压载荷等一系列数据,并采用Matlab软件对不同工艺参数与形变载荷之间的关系进行了四维描述。     

AZ31镁合金管材挤压过程的数值模拟

采用Gleeble1500热模拟机对于不同温度和变形速率下的AZ31镁合金的变形性能进行了研究。通过实验得到真实应力的关系式及真实应变关系式，进而得到真实应力-应变曲线。以此为基础，采用DEFORM-3D软件，对不同壁厚管材的成形的过程进行模拟，发现在挤压时，管材内壁的金属比外壁的金属流动快，挤压筒与圆锥面过渡处的等效应变值最大等现象，分析了产生的原因，并通过工艺试验验证了模拟分析的正确性。     

工业态AZ31镁合金的超塑性变形行为

研究了工业态AZ31镁合金在温度 6 2 3～ 72 3K和应变速率 1× 10 -5～ 1× 10 -3 s-1范围内的超塑性变形行为。结果表明 ,工业态AZ31镁合金表现出良好的超塑性 ,其最高断裂延伸率达到 314%,应变速率敏感指数达 0 .4。显微组织观察和断口分析表明 ,工业态AZ31镁合金超塑变形主要由晶界滑动机制所控制 ,同时 ,动态再结晶也是合金超塑变形的一种协同机制。     

基于Deform-3D方管铝合金型材等温挤压的变速挤压数值模拟

基于Deform-3D有限元分析,建立分段变速挤压模型对方管铝合金型材的挤压工艺进行数值模拟研究。结果表明:挤压速度越高,型材在模具出口处温度越高,温度差也越大,采取7,5和3 mm·s-1的分段变速挤压能有效实现模具出口处温度差恒定于8℃左右的等温挤压。在等温挤压环境下,最大等效应力值为47.4 MPa,最大等效应变值为7.92,最大损伤程度为1.70,比中间速度5 mm·s-1等速挤压模型的相应值分别下降了10%、23.8%和48.5%,且型材表面质量好,金相组织细致均匀,力学性能高。     

挤压比对AZ31镁合金变通道角挤压影响的数值模拟

通过Gleeble-1500D热模拟机获得AZ31镁合金的应力-应变曲线,采用DEFORM-3D软件对其变通道角(CCAE)挤压过程进行了模拟,并分析了不同挤压比对挤压过程的应力和应变影响.结果表明,挤压比越大,所需的挤压力越大,且挤压后期挤压力减少比例越大,材料动态再结晶的程度越高.随着挤压比的增大,表面质量反而逐渐增高,试样平均等效应变成线性增大.     

基于连续挤压的黄铜合金成形过程的数值模拟

针对黄铜合金连续挤压成形过程中存在变形抗力大、成形不稳定等问题,本文应用有限元法模拟分析了H62黄铜合金连续挤压应力应变场、温度场和流动速度场分布规律。模拟结果表明,成形温度达到了铜合金再结晶温度以上,模具口处应力集中、速度差大,降低该处的成形阻力将对黄铜合金稳定成形十分有利。黄铜合金连续挤压成形实验验证了数值模拟分析结果。     

Ram speed profile design for isothermal extrusion of AZ31 magnesium alloy by using FEM simulation

In the conventional hot extrusion of metallic materials,the temperature of the workpiece varies during the whole extrusion process,leading to the non-uniformity of the product dimension,microstructure and properties.In the present research,a simulation model based on the principle of PID control was developed to establish ram speed profiles that can suppress the temperature evolution during the process to allow for isothermal extrusion.With this simulation model,the real-time extrusion ram speed was adju...     

镁合金轮毂等温挤压与胀形工艺研究

针对镁合金轮毂结构复杂、塑性成形困难的特点,提出用等温挤压及胀形工艺成形AZ80镁合金轮毂,并制定了成形工艺路线,设计加工出模具。主要成形工艺参数为:挤压温度350~400℃、压头平均挤压速度0.2 mm.s-1、胀形温度200~250℃。轮毂轮辋部位最大抗拉强度σb、屈服强度0σ.2及延伸率δ分别达到338.4 MPa、190 MPa和14.1%,机械性能明显优于铸态组织。该工艺成形力小、工序简单、生产效率高,是镁合金轮毂塑性成形的发展方向。     

镁合金复合挤压工艺的有限元模拟

研究将普通挤压和等通道角挤压工艺结合而开发出的新型复合挤压工艺。采用有限元技术建立具有不同摩擦系数和不同转角的模型,模拟镁合金复合挤压过程,分析复合挤压力变化特征,以及挤压过程的应变累积情况。结果表明,摩擦系数增大或者通道角减小,复合挤压的挤压力和等效应变增加。摩擦和转角均会引起变形的不均匀性,摩擦因数越大,通道转角越小,其不均匀性越大。在摩擦因数为0.3,通道转角为120°时可以获得较大且均匀的等效应变。