镁合金等温成形技术研究及其应用

重点评述了该技术研究的若干基础理论(如流变力学模型、变形机理、细晶强化机制)和关键技术(如预成形优化设计、临界控制变形、高效润滑),并介绍了该技术国内外取得的研究成果,同时探析了该技术的发展方向,以提高我国镁合金等温成形技术的研发水平.     

AZ31D镁合金电动螺丝刀刀把等温挤压成形试验研究

针对电动螺丝刀刀把零件,设计了等温挤压成形工艺和等温挤压试验模具.采用YAW-500 kN微机控制电液伺服压力试验机进行挤压试验,试验证明所设计的成形方案合理可行,同时也验证了所设计的试验模具的可行性.     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

镁合金多向转接头等温成形数值模拟及实验研究

采用数值模拟方法研究了高强耐热镁合金多向转接头的等温锻造过程,分析了导套形状、锻造方案对构件成形过程中金属流动行为的影响,根据模拟结果制定了圆形导套、两次下压的成形方案,并采用此方案成功锻造出高强耐热镁合金多向转接头模锻件。对该锻件进行了时效热处理工艺研究,得出最优化的时效处理制度为200℃×63 h。在该时效制度下,材料的室温抗拉强度达到了411 MPa,屈服强度达到331 MPa,延伸率达7.3%。     

镁合金体积成形进展

简要介绍了国内外学者、科技人员进行的ZK30,ZK60,AZ31,AZ31B,AZ61,AZ80,MB15等镁合金材料锻造、挤压方面的基础研究进展和一些简单的产品开发,阐明了镁合金从基本研究到镁合金产品产业化和商业化的发展方向.     

大塑性变形的AM60镁合金半固态等温处理研究

为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究结果表明:对于AM60镁合金,直接等温处理获得的半固坯晶粒很粗大,其平均晶粒尺寸都在100μm以上,晶粒球化效果不理想,很难获得合格的半固态坯;新SIMA法是一种非常理想制备AM60镁合金半固态坯的方法,利用该方法制备的AM60半固态坯的微观组织晶粒十分细小,平均晶粒尺寸在8～22μm,晶粒球化程度高;随着保温时间的延长,新SIMA法制备的AM60半固态坯的微观组织出现长大现象;随着等温处理温度的升高,固相晶粒的平均尺寸先增加后减小,晶粒球化程度越来越高.     

大型薄壁壳类件等温精密锻造成形研究

为了克服某雷达用关键大型薄壁壳类件传统加工方法中存在的材料利用率低,生产效率低,零件强度低等缺陷,提出采用等温精密模锻工艺成形,设计了预、终两步成形工艺方案.有限元模拟结果表明:预锻能够合理分配坯料体积,使得终锻充填均匀;终锻成形栽荷大,采用分流思想使成形载荷下降了20.4%.     

7A04铝合金等温正挤压制坯工艺技术

通过对铝合金轴杆件毛坯零件的成形工艺技术研究分析,提出采用正挤压最佳成形制坯方法取代原粗车工艺。介绍了7A04铝合金等温正挤压成形工艺主要工艺条件的选择和工艺参数的确定,模具控温装置的选择和控温原理,模具结构和工作过程,以及生产中出现的质量问题和解决方法,正挤压制成的毛坯质量满足要求。     

AZ31镁合金非等温拉深性能的研究

针对AZ31镁合金等温拉深性能差的问题,提出了AZ31镁合金的非等温拉深工艺.通过平底杯形冲头拉深试验研究了不同冲头温度和板料温度对AZ31镁合金非等温拉深性能的影响,确定了使AZ31镁合金具有最佳拉深性能的板料和冲头温度范围.实验结果表明,除了板料和冲头温度之外,拉深速度和润滑条件对AZ31镁合金的非等温拉深性能也有重要影响.     

TC17合金β锻管形件近等温挤压成形工艺研究

目的 研究β锻管形件近等温挤压成形工艺对TC17合金显微组织和力学性能的影响。方法 采用DEFORM–3D软件模拟分析了实心挤压和空心挤压成形TC17合金管形件的变形特征,模拟分析2种挤压方式成形下TC17合金管形件在固溶处理过程中的冷却效果。对空心挤压成形的锻件进行金相组织表征和力学性能测试。结果 模拟结果表明,相较于实心挤压的方式,空心挤压方案整体应变较大、变形均匀、材料利用率高、固溶冷速较快且均匀性较好。试验结果表明,空心挤压成形的锻件质量良好,整体的宏观/微观组织均匀,室温拉伸性能和断裂韧性一致性好,且满足相关指标要求。结论 空心挤压方案满足该管形锻件研制要求,研究结果可以为类似管形件制备提供依据。     

镁合金典型构件等温成形数值模拟及优化

运用DEFORM-3D软件对镁合金箱盖的等温成形过程进行了有限元数值模拟分析。根据箱盖结构特点,初步设计3种形状的预制坯,依据数值模拟结果,优化得到最终预制坯,并分析了等温成形过程中箱盖的等效应力、等效应变、速度、载荷-行程曲线等。研究结果,Ⅲ型预制坯金属在各个部位的流动相对较均匀,流动自然平滑,无拉伤、折叠等缺陷发生。综合分析,得出Ⅲ号预制坯的成形效果最好。     

镁合金液除气工艺参数的优化

利用镁合金快速定量测氢仪研究了通Ar除气对AZ91镁合金熔体除气处理的效果,以及通Ar流量、通Ar时间及精炼温度三因子对精炼效果的影响.运用正交试验方法找到了通Ar除气工艺的最佳工艺参数匹配,即通Ar流量为1～1.5L/min,通Ar时间为20～25min,镁液温度为725～750℃.揭示了主要工艺参数对镁合金熔体净化的影响规律.     

等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响

研究了等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响,结果表明:随着等温热处理温度的升高,铸态合金中的初始枝晶组织演变成了半固态非枝晶组织,经过了粗化、组织分离和球化三个过程。在等温热处理过程中,稀土La的加入阻碍了原子向固相粒子的聚集和固相粒子的合并,抑制了固相粒子的进一步长大,使半固态非枝晶组织更加细小。经过不同保温时间后,不规则的大块状组织开始球化,形成大量的近球形颗粒。但是,随着保温时间的进一步延长,球化的颗粒开始粗化长大且在颗粒内形成了大量的液岛。枝晶组织的球化过程,包括二次枝晶壁消失和Ostwald熟化。     

Isothermal Gas Forming of Mg Alloy AZ31 Sheet

There have been reports on sheet forming of Mg alloy in industry via the punch and die method;this paper is probably the first formal one for studying the sheet formability of AZ31 employing pressurized gas to press the sheet into a female die cavity at various elevated temperatures.The results indicate it is feasible to form a rectangular box via pressurized gas from extruded sheets of 0.5 and 1.7 mm thick.The formed box has 1:2 depth over width ratio,which should be large enough when dealing with realistic industrial sheet forming parts.Presently,forming a sheet of 0.5 mm thick is considered a technical challenge by industry,and it is conquered as demonstrated in this paper.Gas forming technique applied to Mg alloy is unprecedented and shows potential for industrial utilization.     

TC4薄壁壳体真空等温成形研究

对TC4合金薄壁壳体真空等温成形进行数值模拟,根据模拟结果进行真空等温成形试验。以传统热冲压成形的壳体及TC4原始板材为对比,分析了真空等温成形壳体的力学性能、微观金相和杂质元素含量。结果表明,相比热冲压成形,真空等温成形的TC4合金薄壁壳体的H元素含量降低83%,O元素含量降低55%;力学性能良好,延伸率提高了50%;金相组织为均匀的等轴组织。     

镁合金管材挤压变形动态再结晶流函数法研究

为研究热挤压成形镁合金管材过程中动态再结晶现象,首先采用流函数方法建立了挤压锥杯内变形区的应变速率张量场、等效应变速率场、最小剪切应变速率场以及应变张量场等数学模型,然后通过热模拟实验测得镁合金AZ91D高温力学性能数据,计算并建立了AZ91D镁合金高温变形时发生动态再结晶的临界应变函数;结合镁合金管材挤压过程应变速率及应变场等,建立了挤压过程变形区内产生初始动态再结晶的判定准则及分布规律。最后通过经实验验证了该准则及分布规律的准确性,为实际生产工艺的制定提供了理论依据。