工业铝合金汽车覆盖件的超塑成形研究

采用工业铝合金 5 1 82就一款汽车上的前挡泥板零件进行了超塑成形的试验研究。根据零件的形状特点确定使用超塑气压胀形工艺 ,并进行了模具型腔曲面设计和模具结构设计。应用数值模拟的方法对型腔曲面设计进行了优化 ,使预测出成形零件所需的变形量处在材料的变形能力之内。最终的成形试验结果表明 ,成形工艺和模具设计合理可行。     

6016铝合金高温流变应力行为研究

在变形温度420～540℃、应变速率0.001～1 s-1时,利用Gleeble-1500热模拟试验机采用圆柱体等温热压缩试验对6016铝合金热变形流变应力行为进行研究,讨论实验条件对应变硬化指数n和应变速率敏感性指数m的影响.结果表明:6016铝合金流变应力受应变速率和变形温度的影响明显,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;当温度大于420℃时,应变硬化指数n受温度和应变速率影响较小;温度为500℃、应变速率为0.001s-1时,其应变速率敏感性指数m达到0.3036;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述6016铝合金热压缩变形时的流变应力行为;拟合曲线与实验曲线能很好吻合.     

6016铝合金高温流变应力行为研究

在变形温度为420～540℃、应变速率为0.001～1 s-1的条件下,在Gleeble-1500热模拟试验机上采用圆柱体等温热压试验对6016铝合金的热变形流变应力行为进行研究,讨论实验条件对应变硬化指数n和应变速率敏感性指数m的影响.结果表明:6016铝合金流变应力受应变速率和变形温度的影响明显,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率提高而增大;当温度大于420℃时,应变硬化指数n受温度和应变速率的影响较小;当温度为500℃、应变速率为0.001 s-1时,其应变速率敏感性指数m达到0.3036;可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述6016铝合金热压缩变形时的流变应力行为;热变形流变应力的拟合曲线与实验曲线能很好吻合.     

6016铝合金汽车板的气垫炉式固溶工艺

为了研究铝合金汽车板气垫炉生产线的固溶工艺,利用模拟气垫炉制备的高速热风循环式固溶炉和时效炉,研究了固溶时间和冷却方式对6016铝合金汽车板固溶组织的影响及变化规律,及其对模拟烤漆前后的力学性能及成形性能、烤漆硬化性的影响规律.结果表明:水淬和风淬两种方式下,固溶时间对合金基体中析出相及再结晶过程的变化规律相似;随固溶时间增加,可溶析出相Mg2Si、Al19CuMg41Si33、Al0.56Mg044等逐渐溶解,5 min时完全溶解,Al2Fe3Si3等为不可溶合金相则基本没有变化;固溶时6016的再结晶速度非常快,1.4 min时其再结晶过程已进行完毕,随固溶时间增加,再结晶晶粒尺寸和形态变化较小;实验板材的强度、维氏硬度及成形性指标A、IE、n、r15在固溶时间为5～15 min时保持稳定,水淬的力学性能和烤漆硬化效果略微高于风淬,而成形性指标A、IE、n、r15则差别不大,风淬的A值在模拟烤漆前略优于水淬,风淬板形明显优于水淬,ABS板可用风淬代替水淬.     

预时效工艺对汽车用6016铝合金板时效稳定性和烘烤响应的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金板材进行了室温到100℃的预时效处理,并进行了自然时效150 d以内的T4P态和烘烤态(2％预拉伸+ 185℃20 min)性能测试.结果 表明:相比于室温和60℃预时效,80℃和100℃预时效温度的板材表现出良好的时效稳定性,放置150 d之内没有因自然时效使强度显著提高.然而,随着预时效...     

高应变速率下AA6014铝合金的力学性能

研究了高应变速率下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响。针对1.0 mm厚的AA6014-T4铝合金板材,采用Hopkinson拉杆试验装置进行了不同高应变速率下的动态拉伸试验,获得了745～4500 s^-1范围内AA6014-T4铝合金板材的应力-应变数据,并对试验结果进行了对比分析。结果表明,当应变速率为745 s^-1时,AA6014-T4铝合金产生塑性变形但试样未断裂;当应变速率为4500 s^-1时,抗拉强度为238.45 MPa,塑性应变为0.467,高应变速率下的断裂应变明显大于准静态下的断裂应变。与准静态相比,高应变速率下的AA6014-T4铝合金板材具有一定应变强化效应。在高应变速率条件下,随应变速率的增加,铝合金板材的应变塑性效应得到明显强化。基于高应变速率条件下不同应变速率对AA6014-T4铝合金板材力学性能的影响试验研究和分析,得到了高应变速率对铝合金板材力学性能的影响规律。     

基于Abaqus的铝合金汽车覆盖件快速超塑成形分析

以汽车引擎罩外板为例,运用Abaqus有限元分析软件建立铝合金汽车覆盖件快速超塑成形的有限元模型。通过对引擎罩外板进行快速超塑成形仿真分析,确定了成形工艺条件,为实际生产提供工艺指导,以减少模具设计和实际生产工艺的盲目性。     

铝合金覆盖件冲压切屑的控制方法

研究了铝合金覆盖件冲压切屑压伤缺陷产生的原因和影响,并介绍了铝合金板切边模和翻边模设计中为了减少和避免切屑压伤零件采取的应对措施,还阐述了铝合金板模具预防性维护的方法,这些经验与方法对切屑压伤零件的控制及铝合金板覆盖件模具的设计和维护具有一定的参考作用。     

汽车铝合金覆盖件轻量化温成形技术关键问题

安全、节能、环保的主题理念．对汽车产业界提出了轻量化发展的新要求。实现汽车轻量化的主要途径包括：优化汽车结构设计、缩小零部件尺寸、最大限度降低零部件的重量、采用铝镁合金、超高强度钢板、复合材料等轻质材料替代传统钢材。     

中间退火工艺对6016铝合金组织与性能的影响

通过扫描电镜、透射电镜等手段研究了汽车外板用6016铝合金生产过程中微观结构的演变规律和中间退火工艺对综合性能的影响.结果表明,连续退火比箱式退火具备更强的晶粒细化作用;中间退火前冷轧压下量对结晶相破碎效果显著,结晶相尺寸从4.38μm降至3.20μm左右,降低了约27％;中间退火处理弱化了T4P态板材中的不均匀屈服延...     

6016汽车铝板包边性能及影响因素的实验研究

包边是汽车车身覆盖件内外板装配压合过程的重要工序,弯曲极限是评估铝板包边性能优劣的重要指标。针对9种不同性能和批次的进口6016汽车铝板,进行了180°三点弯曲试验,系统研究了材料力学性能、时效时间和预拉伸量对6016汽车铝板包边性能的影响规律,为现场质量和工艺控制提供了重要依据。研究结果表明,材料伸长率和硬化指数对6016汽车铝板的弯曲性能无明显影响,材料各向异性、时效时间和预拉伸量对6016汽车铝板的包边性能有明显影响。     

预时效时间对汽车用6016铝合金组织与性能的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金进行了不同时间的预时效处理,并进行烘烤硬化。采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了微观组织,差示扫描量热器测试了DSC曲线,并对其强度进行了测试。结果表明：随预时效时间的延长,屈服强度和抗拉强度均呈现逐渐降低的趋势,烤漆处理后,二者均发生了明显的提高,并且预时效时间越长,烘烤后强度的提升越高;预时效处理后,原子团簇溶解-吸热峰推迟出现,GP区和β″相析出-放热峰值温度略有降低,预时效处理抑制了后续自然停放过程中生成原子团簇与GP区,同时有利于车身板BH值提高。     

预时效对车身用6016铝合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等手段研究了不同预时效处理对6016铝合金烘烤前后微观组织和力学性能的影响。结果表明:6016铝合金具有较强的自然时效硬化能力,自然时效24 h的6016铝硬度比固溶态合金硬度增加了45.6%。自然时效超过24 h以后,合金硬度值变化不大。通过预时效处理可以显著提高6016铝合金的烘烤硬化效果。经550 ℃×30 min固溶+160 ℃×10 min预时效处理后,6016铝合金规定塑性延伸强度为131.4 MPa,伸长率为24.7%。再经175 ℃×30 min烘烤后合金规定塑性延伸强度达到199.5 MPa,烘烤硬化值(BH)为68.1 MPa,此工艺为6016铝合金车身板最佳的热处理工艺。     

固溶成形工艺对6016铝合金组织及力学性能的影响

针对铝合金在室温下塑性差等问题,结合铝合金固溶处理特点,采用了固溶成形工艺制备零件。为获得6016-T6铝合金固溶成形最优工艺参数,利用电子拉伸试验机对6016-T6铝合金板进行不同加热温度及冷却方式的研究,分析了不同固溶工艺参数对其组织与力学性能的影响规律。结果表明,冷却速度对材料的组织性能影响较大,固溶工艺参数为550℃×5 min,水冷时,其抗拉强度可达到300 MPa以上。采用了上述工艺参数对铝合金后风档下横梁进行了测试验证,试制出合格的成形件,热冲压件力学性能可达308 MPa。     

汽车用6016铝板拉深试验及有限元研究

板料充分拉深是保证车身外板零件面品质量良好的重要条件,可通过研究板料的拉深性能来评价车身覆盖件的拉深充分性。针对不同厂商提供的6016铝板进行多组拉深试验,并基于拉深试验结果建立了高精度的有限元分析模型,验证了有限元方法模拟铝板拉深过程的可行性及可靠性,研究了材料、工艺及模具等主要参数对6016铝板拉深性能的影响规律。研究结果表明:6016铝板的拉深性能与材料力学参数n值、坯料厚径比t/D和凹模圆角半径成正相关,与压边力和摩擦系数呈负相关。基于有限元方法确定了4组6016铝板的极限拉深比LDR值,可用于指导实际拉深工艺的制定,提高生产效率。     

2219铝合金动态压缩下应变率敏感性行为研究

为了研究2219铝合金的应变率敏感性行为,采用分离式霍普金森冲击压杆装置(SHPB)对两种热处理状态(T4态和T6态)2219铝合金进行了动态压缩实验,并利用金相显微镜(OM)和X射线衍射(XRD)对压缩后的试样进行了显微分析。研究发现两种热处理状态下材料应变率超过2000 s-1时,材料的流动应力显著下降,即出现显著的应变率软化行为。基于应变率敏感性行为随真实应变及应变率的二维等高线图,发现在高应变量、高应变率条件下材料表现出负应变率敏感性行为,流动应力随着应变量与应变率的提升而下降。通过理论计算及微观组织表征,发现温升软化和变形带导致的软化作用,是材料在高应变量、高应变率表现出负应变率敏感性行为的重要原因。     

汽车轻量化用铝合金板冲压成形性研究

在实现汽车轻量化的进程中,越来越多的铝合金应用于汽车工业中。在总结汽车用铝合金板特点及其力学性能的基础上,提出了铝合金板在冲压成形过程中的开裂、回弹和表面损伤等问题及相应解决措施,并得出了材料特性、润滑条件和压边力是影响铝合金板冲压成形性能的主要影响因素。