镁合金AZ31B板材热拉深成形工艺研究

镁合金(AZ3lB)板材的成形性能可以通过热拉深试验来进行观察评估。成形温度选择在100-400℃之间。以获得适合成形的最佳温度范围。使用有限元方法分析了主要工艺参数对坯料成形质量的影响。试验结果表明。成形温度低于200℃时坯料很脆，高于400℃叶坯料表面易发生氧化而不适合成形。当成形温度选择在300一350℃之间。压边力在6-15kN(单位压边力q为0．7—1．7MPa)之间时镁合金具有较好的成形性能，能成功拉深出质量好的筒形件。数值模拟结果表明，坯料与模具间的摩擦因数对产生破裂的影响较压边力的影响程度大。     

AZ31镁合金铸轧板材热拉深工艺研究

用拉伸试验机测试了AZ31镁合金铸轧板材的高温力学性能和直角弯曲性能,并对镁合金铸轧板材进行了热拉深试验,研究了拉深温度、拉深速率、压边间隙、润滑方式等工艺参数对板材成形性能的影响。试验结果表明,AZ31镁合金铸轧板材适合于200℃以上拉深,且最小弯曲半径小于4mm,最佳拉深工艺条件为,拉深温度225℃～275℃,拉深速率50mm/min～100mm/min,压边间隙1.125t～1.15t,采用固体润滑剂PTFE,可以得到最大极限拉深比为2.95。     

AZ31镁合金板的热拉深性能

通过热轧工艺制备了厚度为0.8 mm的AZ31镁合金薄板. 在不同温度和应变速率条件下进行了单向拉伸试验. 在50～240 ℃的温度范围内, 采用平底杯形冲头拉深试验研究了成形温度、拉深速度以及冲头温度对AZ31镁合金板热拉深工艺的影响. 结果表明 AZ31镁合金热轧薄板的RLD随温度的升高而明显增大; 在成形温度为200 ℃, 拉深速度为30 mm/min的条件下, 最大RLD可达2.65, 相应的高径比为1.4, 证明AZ31镁合金板具有良好的热拉深性能; 此外, 拉深速度和冲头温度对AZ31镁合金的拉深成形也有重要影响.     

AZ31B镁合金板热拉深成形工艺参数优化及微观组织演变

为了探索合适的工艺参数和微观组织演变,得到镁合金板热拉深成形质量最优的工艺参数组合及零件在热拉深成形时的微观组织演变规律,以厚度为1.6 mm的AZ31B镁合金为研究对象,利用正交试验法进行筒形件的热拉深成形试验。以成形温度、凸模运动速度和润滑剂种类这3个工艺参数作为影响因素,最大拉深高度和最大拉深力作为试验评价指标,建立3因素3水平的正交试验。对试验结果进行极差和方差分析,得到工艺参数对试验指标的影响主次关系与显著性影响,并对优选试验方案成形的筒形件进行了壁厚测试,综合最大拉深高度和成形质量分析得到最优工艺参数组合。最后,对零件微观组织演变规律进行了探究。结果表明,成形温度为240℃,凸模运动速度为30 mm·min^-1,润滑剂采用二硫化钼锂基脂时,筒形件拉深高度达到最大值,壁厚均匀,成形质量良好。     

镁合金板材温热拉深成形工艺的研究

通过镁合金板材温热拉深试验确定适合板材成形的温度范围，分析了压边力对坯料成形质量的影响，选择适合成形的工艺条件来有效避免工艺缺陷的产生。试验采用刚性压边装置对压边力进行调整，润滑剂采用了液态的PTFE，通过对成形工艺缺陷的分析，确定适合成形的最佳工艺参数，以提高拉深件的极限拉深比。结果表明：成形温度选择在105～170℃范围内，此时镁合金轧制板材具有良好的拉深性能，极限拉深比可达到2．44；坯料的加热时间不宜过长，否则会严重降低板材的塑性变形能力。     

AZ31B镁合金热渐进成形实验研究

单点渐进成形中通常用最大成形角来表示成形极限,对于研究尚少的热渐进成形,研究其成形极限能够对后期该材料的相关实验研究有借鉴作用。提出一种以油浴方式对AZ31B镁合金板料进行加热处理,并以此辅助的热渐进成形实验,用升高温度梯度的方式探索了合适的加工温度,并在该温度下研究不同板料厚度下的成形极限。结果表明:在介质油温度为200℃左右时,板料的加工性能良好,可以进行渐进成形实验,成形件完整且无明显缺陷;在此温度下,1 mm厚的板料成形极限为45°~47°,1.5 mm厚的板料成形极限为60°~62°。     

AZ31B铸轧镁合金板材的预变形温热拉深

针对AZ31B铸轧镁合金板材温热拉深性能差的问题,提出预变形温热拉深工艺。对AZ31B铸轧镁合金板材在20～220℃进行预变形温热拉深实验研究。结果表明:预变形使铸轧镁合金板材的拉深性能明显改善,使AZ31B铸轧镁合金板材具有最佳拉深性能的冲头温度范围(20～95℃);凹模温度选择在160～220℃范围内,铸轧镁合金板材具有良好的拉深性能,极限拉深比可达到2.26;随着拉深成形温度的升高,工件中动态再结晶晶粒数量逐渐增加,220℃拉深成形时工件中再结晶晶粒分布趋于均匀。     

AZ31镁合金板料矩形件拉深分块压边力控制

采用数值模拟和实验相结合的方法研究了AZ31镁合金板料分块压边力拉深矩形件的过程.首先设计了分块压边板,采用多点顶杆结构提供拉深所需的压边力,各个顶杆之间相互独立,可在板料不同的区域实现不同的压边力加载.然后对分块压边力拉深成型过程进行了数值模拟,研究不同板料区域动态压边力的分布规律以及板料流动性特点,通过实验验证了模拟所得规律.研究结果表明,模拟和实验具有良好的一致性,压边力的合理分布可使板料的流动更加均匀,有利于拉深性能的提升.     

AZ31与ME20M镁合金板料热拉深性能实验研究

在不同成形温度、拉深速度、润滑条件下对1．2mm厚的AZ31镁合金板料与3mm厚的ME20M镁合金板料进行热拉深性能实验研究。实验表明：AZ31镁板的最佳成形温度为215℃，而ME20M镁板在250℃以上成形性能才随温度的升高明显改善，说明稀土元素对镁合金的室温拉深性能影响很小，但却显著提高镁合金的高温拉深性能，同时也说明镁合金板料具有较佳的轻薄结构成形性；两种镁合金板料热拉深成形性能都对拉深速度敏感．有润滑条件比无润滑条件成形性能要好。通过对成形件传力区部位金相实验分析得知，合理控制热拉深实验参数，能改善成形件微观组织，进而保证成形件质量。     

镁合金AZ31盒形件拉深成形有限元模拟分析

摘 要:利用有限元数值模拟分析了各工艺参数(拉深温度、凸模圆角半径及凹模内圆角半径)对镁合金AZ31盒形件拉深成形性能的影响,并通过实验进行了验证.结果表明:采用最佳拉深温度和最佳的凸模圆角半径、凹模内圆角半径可以有效地改善厚度为0.5mm的镁合金AZ31板材的拉深成形性能.     

AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究

采用Gleeble3500热模拟实验机进行了单向拉伸实验,分析了AZ31镁合金板材的力学性能;以此实验数据为基础,对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响;通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证。结果表明:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15 mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比能够达到2.5。模拟结果表明:模拟结果和实验结果具有良好的一致性;采用变压边力可以明显提高板材的冲压性能,极限拉深比将达到5.0。     

Experimental and numerical study of warm deep drawing of AZ31 magnesium alloy sheet

Warm forming of magnesium alloy sheet has attracted more and more attention in recent years. The formability of magnesium alloy sheet at elevated temperature depends on appropriate processes, and the fabrication of high-performance sheet. In this research, an AZ31 magnesium alloy sheet with excellent performances is fabricated by the cross-rolling and the uniform annealing treatments. The uniaxial tensile tests are conducted using a Gleeble 3500 thermal–mechanical simulator, and the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy sheet are analyzed. Finally, some limiting drawing ratio (LDR) experiments are performed. The experiments show that the LDR can reach 2.0 at the forming temperature of 150 °C and the drawing velocity of 15 mm/s. A warm deep drawing process is also simulated by the finite element method. The influences of drawing temperature and blank holder force on the formability are numerically investigated. The simulation demonstrated that variable blank holder force technology can improve the LDR from 3.0 to 3.5, and decrease the wall thinning ratio from 15.21% to 12.35%.     

Formability of AZ31 magnesium alloy sheets at warm working conditions

Fine-grained AZ31 magnesium alloy sheets were prepared through hot-rolling process. To investigate the mechanical properties of the sheets, uniaxial tensile tests were conducted at various temperatures and strain rates. The formability of AZ31 alloy sheets at warm working conditions was evaluated by limit drawing ratio (LDR) tests and limit dome height (LDH) tests at temperatures from 50 to 240 °C. It is demonstrated that LDR increases remarkably with temperatures, whilst LDH does not seem to increase much with temperatures. The maximum LDR reaches 2.65 at a punch speed of 30mm/min at 200 °C, whereas the maximum LDH is only 10.8 mm, showing good deep drawability and poor stretchability of AZ31 alloy sheets. In addition, punch speeds and punch temperatures were found to have significant effects on the deep drawability of AZ31 magnesium alloy sheets.     

AZ31B镁合金薄板挤压成形模拟分析

镁合金板材挤压工艺参数较难控制,挤压温度与挤压速度的合理匹配是挤压成功与否的关键.以宽度700 mm、厚度4 mm的AZ31B镁合金薄板为研究对象,基于Forge软件和Normalized Crockroft&Latham断裂准则对其挤压过程进行了模拟.结果表明,挤压初期,铸锭上、下部金属逐渐向心部流动,左、右两侧金属流动与挤压速度保持同向;中、后期,±45.方向金属发生分离,一部分与上、下部金属合流后继续向心部流动,另一部分与左、右侧金属合流后向薄板宽度方向扩展.随挤压行程增加,成形薄板加长,局部高温区域由薄板两侧向中间部分转移;初始挤压温度400℃时,若挤压速度超过1 mm·s-1,薄板局部高温区域温度较高,成形质量和使用性能不易保证.采用380 ～ 400℃的初始挤压温度,大约0.2 mm·s-1的挤压速度,既可以显著降低设备成本,又利于保证薄板使用性能.     

Deformation behaviors of magnesium alloy AZ31 sheet in cold deep drawing

To investigate how the popular magnesium alloy AZ31 sheet （aluminum 3%, zinc 1%） behaves in cold working, deep drawing experiments at room temperature, along with finite element（FE） simulation, were performed on the cold forming sheet of the AZ31 alloy after being annealed under various conditions. The activities were focused on the fracture pattern, limit drawing ratio（LDR）, deformation load, thickness distribution, anisotropic effect, as well as the influences of the annealing conditions and tool configuration on them. The results display that punch shoulder radius instead of die clearance, has much influence on the thickness distribution. The anisotropy is remarkable in cold working, which adversely impacts the LDR. The fracture often happens on the side wall at an angle to axis of the deformed specimen. The results also imply that the LDR for the material under present experimental conditions is 1.72, and annealing the material at 450 ℃ for 1 h may be preferable for the cold deep drawing.     

Influence of strain rate on microstructure and formability of AZ31B magnesium alloy sheets

The effects of strain rate on microstructure and formability of AZ31B magnesium alloy sheets were investigated through uniaxial tensile tests and hemispherical punch tests with strain rates of 10^?4, 10^?3, 10^?2, 10^?1 s^?1 at 200 °C. The results show that the volume fraction of dynamic recrystallization grains increases and the original grains are gradually replaced by recrystallization grains with the strain rate decreasing. A larger elongation and a smaller r-value are obtained at a lower strain rate, moreover the erichsen values become larger with the strain rate reducing, so the formability improves. This problem arises in part from the enhanced softening and the coordination of recrystallization grains during deformation.     

镁合金板材的固体颗粒介质拉深工艺参数

提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究。通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数。结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290～310℃,颗粒介质与板料理想温差为110～150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响。当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件。