基于HyperXtrude的ZK60镁合金型材挤压成形数值模拟和实验验证

应用Hyper Xtrude软件对ZK60镁合金空心型材的挤压成形过程进行了有限元数值模拟研究,分别得到了型材在稳态挤压下的温度场、速度场、应变场和位移场,分析了金属流动情况、焊合室入口和出口处的压力。通过不同挤压速度下的稳态模拟分析,确定了合适的型材挤压速度为10 mm·s-1。在挤压温度为350℃和挤压速度为10 mm·s-1条件下进行实验验证,得到了形状外观均合格的产品。对比分析发现,模拟结果与实验结果的型材断面宏观组织形貌具有一致性,证明了应用Hyper Xtrude软件可以有效预测镁合金型材成形过程中的金属流动和焊合情况。     

热挤压工艺对ZK60合金组织性能的影响

通过热挤压工艺对ZK60镁合金进行变形,研究了挤压比和挤压温度对T6态ZK60合金的显微组织和力学性能的影响.结果表明:挤压可以显著细化ZK60合金显微组织,并且挤压比越大,晶粒尺寸越细小,力学性能也得到较大提高;在试验中发现,在较低温度300℃时挤压所得到的ZK60镁合金组织均匀,力学性能较为良好.     

P-ECAP挤压ZK60镁合金空心壁板工艺参数优化

为了确定合理的工艺参数可行域,利用有限元法模拟了ZK60镁合金空心壁板挤压成形宏观场变量分布,并通过实验验证了模拟结果。研究分三个步骤,首先通过等温热压缩实验获得ZK60镁合金应力应变关系,其工艺参数覆盖典型的加工工艺状态;其次,建立不同工艺参数的有限元模型;最后,根据等效应变、温度场、速度场分析确定工艺参数可行域。结果表明:坯料温度度400~420℃时,等效应变和温度场分布不均匀;480℃时,等效应变分布均匀,但出口温度太高,超过520℃。在挤压速度为5~7.5 mm/s时,温升小,温度均匀性好;挤压速度大于10 mm/s,温升大,温度不均匀;挤压速度越大,流速场越不均匀。因此,合适的温度为440~460℃,挤压速度小于7.5 mm/s。     

一模四腔挤压ZK60镁合金棒材的数值模拟与实验研究

基于Deform-3D有限元平台建立了一模四腔的镁合金棒材挤压有限元模型,并基于该模型对挤压工艺参数中的挤压速度等参数进行优化,确定了ZK60镁合金棒材挤压合理的工艺参数。结果表明,采用一模四腔分流挤压方法生产直径为12.5 mm的ZK60镁合金棒材,其较为合理的挤压工艺为:在挤压温度为420℃时挤压速度为4~7 mm·s-1。在某公司进行了实验,验证了所得优化工艺参数的可行性。     

大尺寸ZK60镁合金挤压型材的组织与力学性能

在挤压温度400℃、挤压速度5 mm/s、挤压比25的条件下成形了外接圆准179 mm的ZK60镁合金工字型材。运用XRD衍射、光学显微镜、扫描电镜及室温拉伸等检测手段对它的组织和力学性能进行了研究。结果表明,挤压态ZK60镁合金主要存在α-Mg、MgZn2相和少量Mg2Zn11、Zn2Zr3相。合金晶粒受挤压作用而破碎,发生不完全动态再结晶,晶粒得到明显细化,并沿挤压方向呈流线分布。细小的第二相颗粒弥散分布于α-Mg基体。室温拉伸实验说明挤压态ZK60镁合金存在明显的各向异性,挤压方向试样抗拉强度最高(325 MPa),与挤压方向成45°的试样伸长率最高(23%)。     

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。     

等温循环镦粗挤压工艺对ZK60镁合金微观组织及力学性能的影响

通过有限元模拟及一种新型变形均匀性评价方法,对循环镦挤成形模具结构与工艺参数进行了优化,在此基础上,针对ZK60镁合金开展了 3道次循环镦粗挤压试验,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和拉伸试验等手段研究了变形过程中的组织演变及其力学性能响应.结果表明,变形温度为380℃、模具入口角为60°时,合金变形均匀性最佳...     

往复挤压温度对ZK60镁合金组织与性能的影响

采用往复挤压工艺，对ZK60镁合金进行不同温度往复挤压，分析往复挤压温度对组织和性能的影响。结果表明：在315℃、335℃和355℃往复挤压ZK60镁合金，其中335℃时晶粒细化效果最好，材料的综合力学性能最佳。往复挤压工艺可以显著降低ZK60镁合金的热膨胀系数，提高ZK60镁合金的热稳定性。     

ZK60镁合金管材热挤压成形组织演变规律

采用数值模拟和试验方法研究了变形镁合金ZK60管材挤压成形组织演变规律。根据材料热模拟试验结果,得到了ZK60镁合金动态再结晶组织演变的Yada模型中的相关系数。结果表明,当挤压速度增大时,挤压管材晶粒尺寸减小,变化规律接近线性。当挤压温度增大时,挤压管材晶粒尺寸增大。挤压比增大时,晶粒尺寸减小。晶粒尺寸数值模拟结果与试验结果吻合,最大相对误差小于16%。当温度在300～360℃时,ZK60镁合金发生了完全动态再结晶,晶粒较小且组织均匀,平均晶粒尺寸是原始晶粒尺寸的38%。     

AZ31镁合金电池筒反挤压工艺仿真研究

基于Deform-3D与AZ31镁合金材料模型对1号镁合金电池筒的反挤压成形过程进行数值模拟,完成模具设计及各工艺参数下反挤压成形过程的对比优化。结果表明:在相同挤压速度下,随挤压温度升高,等效应力峰值不断降低,等效应变峰值不断升高,温度场向高温区推进,并在280℃时,损伤值降至最低,说明在该温度下AZ31镁合金反挤压过程的破损率最小;另外,在280℃下,随着挤压速度的提高,等效应力场峰值不断减小,等效应变场峰值增大,温度场峰值向高温区推进,并在12 mm·s-1的挤压速度下达到损伤极值最小值。根据优化工艺进行反挤压成形试验验证,生产出了合格的产,品且筒壁组织均匀细化。