成形参数对AZ31B镁合金板料渐进成形表面质量及温度的影响

介绍了镁合金摩擦生热渐进成形原理,并研究了在工具头行进速度为1000 mm·min^-1下,工具头主轴转速(1000~6000 r·min^-1)、轴向进给量(0. 5~3 mm)、成形角度、工具头半径、环境温度对厚度为2 mm的镁合金板料圆锥台零件成形性的影响。实验结果表明:随着主轴转速的增加,零件表面质量先升高后降低;零件表面质量随着轴向进给量的增加而降低;在成形极限角内,零件表面质量随着成形角度增加而提高;零件表面质量随着工具头半径增加先升高后降低;加工时环境温度对成形结果有影响。通过摩擦生热的方式对AZ31B镁合金板料加热,板料温度会随着主轴转速、轴向进给量和工具头半径递增而增加,成形角度对板料温度的影响不大。     

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镁合金板热渐进成形的精度研究

成形精度差是限制单点渐进成形发展的重要因素,针对单点渐进成形技术难以实现对材料高温处理再加工的问题,提出一种基于液体介质加热的单点渐进成形方法,并通过依次提高温度的方法,探索了适合进行AZ31B镁合金板料单点渐进成形的实验温度。同时,研究了在该温度下采用单点渐进成形方法加工AZ31B镁合金方锥件时,成形角对精度的影响。结果表明:液体介质加热的方法对单点渐进成形有效,在加热油温达到200℃时能够完成镁合金板料的单点渐进成形过程;方锥成形件的精度影响分两种形式——侧壁鼓凸和棱边回弹,并且随成形角的增大,侧壁鼓凸和棱边回弹的回弹量都减小。     

AZ31B镁合金板料摩擦热渐进成形中工艺参数对应力、应变、厚度的影响

为了探究工艺参数和应力、应变以及厚度之间的关系,利用摩擦热渐进成形技术加工AZ31 B镁合金板料,并结合有限元技术分析工艺参数包括下降量(1.0、1.5和2.0 mm)和工具头直径(Φ8、Φ10和Φ16 mm)与Mises应力、等效塑性应变和厚度的关系.结果表明:最大Mises应力在前期加载过程中以一定比例递增、中后期...     

镁合金板料数控热渐进成形时的摩擦和润滑性能

利用数控实验机床和摩擦实验研究AZ31镁合金板料数控热渐进成形时的摩擦和润滑机理。结果表明:镁合金薄板在加热条件下可以实现单点渐进成形;固体润滑膜可分为粘结型和吸附陶瓷型两种;固体石墨和MoS2润滑剂的初始摩擦因数均小于0.12,均可保证热渐进成形件获得良好的内外表面质量,没有任何划痕和裂纹等缺陷;吸附多孔陶瓷型固体润滑膜具有润滑和自润滑作用,固体润滑剂颗粒大小对初始摩擦因数有一定影响;固体BN粉末没有起到润滑作用,不能单独作为热渐进成形用固体润滑剂;当温度小于500℃时,固体石墨和MoS2粉末按一定比例配置的润滑复合喷剂的初始摩擦因数均小于为0.2,且表现出一定的协同作用。     

AZ31B镁合金方盒形件拉深成形工艺参数研究

针对AZ31B镁合金方盒形件进行拉深成形工艺试验,分析了单个工艺参数的变化对盒形件拉深成形过程的影响,在其他因素不变的条件下,凹模温度在150~300℃范围内,成形深度随温度升高而增大,在300℃时成形深度达到最大值;凸模温度保持在120℃左右,差温拉深效果较为明显;压边间隙调整到1.3t(t为板材厚度)时,拉深深度最大;拉深速度在30 mm·min-1时成形深度最大。确定了影响拉深成形深度的各工艺参数的先后顺序为:压边间隙、凸模温度、凹模温度和拉深速度。运用正交试验方法进行各工艺参数优化组合,结果表明,采用最优工艺参数组合可以提高AZ31B镁合金方盒形件拉深成形的成形深度。     

AZ31B镁合金无模单点温渐进成形回弹影响因素研究

以变锥角圆台件为研究对象,基于渐进成形机理并运用ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件,以成形件的等效应力和成形件中截面的回弹量为主要研究指标,研究了不同工艺参数对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形回弹的影响,重点分析了成形温度、摩擦条件和工具头直径对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后工件回弹量的影响规律.研究结果表明:当成形温度为250℃,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1,工具头直径在Φ10 ～ Φ12 mm范围时,最有利于对AZ31B镁合金板材无模单点温渐进成形后成形件回弹的控制.     

AZ31B镁合金轴对称件单点无模温渐进成形新工艺规律

研究并掌握镁合金板材在不同工艺参数条件下的渐进成形规律对完善镁合金单点温渐进成形工艺有着重要的理论和实际应用价值。以变锥角圆台件为研究对象,以有限元软件ANSYS/LS-DYNA为工具,以成形件的等效应力、减薄率和板厚变化为研究指标,研究了不同工艺参数:成形温度、摩擦条件和工具头直径对AZ31B镁合金板材单点温渐进成形的影响。结果表明:在成形温度为250℃,静摩擦系数为0.2、动摩擦系数为0.1,工具头直径在10~12 mm范围内,AZ31B镁合金板材具有良好的单点渐进成形性能。     

AZ31B镁合金水环境搅拌摩擦焊接研究

对比研究了AZ31B镁合金空气环境搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding,FSW)和水环境搅拌摩擦焊接(Submerged Friction Stir Welding,SFSW)接头的微观组织与力学性能。结果表明:SFSW接头焊核区为细小等轴状再结晶晶粒。随着焊接速度的增大,焊核区晶粒尺寸增大,显微硬度值降低。FSW接头表层处的显微组织比中心处粗大,且分布不均匀;而SFSW接头表层处的显微组织比中心处明显细小。FSW接头的表层硬度值低于中心处的硬度;而SFSW接头的表层硬度值高于中心处的硬度。当旋转速度为950r·min-1、焊接速度为75mm·min-1时,SFSW接头的抗拉强度值达到最大,为母材强度的72%,拉伸断口表现为解理断裂特征。     

AZ31B变形镁合金压力成形

总结了AZ31B变形镁合金挤压、轧制和热冲压拉深的研究工作。AZ31B挤压板材无裂纹、无烧损,其组织呈晶粒细小的等轴晶;用分流挤压铝合金技术可生产挤压比不大于45,厚度不小于1 5mm的非薄壁镁合金管材;交叉轧制的镁合金薄板的A显著提高,Rp0.2和Rm明显下降;单向轧制时,则出现相反的结果。采用机械冲压法成功地热冲压出60mm×60mm×20mm的方形件,无裂纹现象。     

镁合金AZ31B搅拌摩擦焊研究

研究了镁合金AZ31B搅拌摩擦焊接工艺参数（搅拌头转速n、焊接速度v、焊接压力P）及搅拌头材料和形状对焊接头的影响。结果表明，采用高速钢制圆台带凹面形的搅拌头效果较好；其合适的工艺参数范围是n=950～1500r／min，v=37．5～60mm／min,P=3kN；最优工艺参数为：n；1500r／min，v=47．5mm／min，P=3kN。     

镁合金AZ31B搅拌摩擦焊研究

研究了镁合金AZ31B搅拌摩擦焊接工艺参数(搅拌头转速n、焊接速度v、焊接压力P)及搅拌头材料和形状对焊接头的影响。结果表明,采用高速钢制圆台带凹面形的搅拌头效果较好;其合适的工艺参数范围是n=950～1500r/min,v=37.5～60mm/min,P=3kN;最优工艺参数为:n=1500r/min,v=47.5mm/min,P=3kN。     

AZ31B镁合金薄板超塑性气胀成形

利用热拉伸试验、气胀成形、金相显微镜和扫描电镜,研究AZ31B镁合金薄板热拉伸性能、气胀成形性能及其组织结构.结果表明:在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3～6.6×10-5s-1时,其流动应力4～12MPa,延伸率则为200%～327%,挤压+热轧,冷轧的镁合金薄板表现出良好的超塑性;在变形温度为425℃,应变速率为1.0×10-3s-1条件下AZ31B镁合金板材的超塑气胀成形性能较好,胀形件的高度可达24 mm以上,其高径比大于0.80.     

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.     

AZ31B镁合金板材冲压成形性能研究

由于镁合金板材的冲压产品具有较好的力学性能和表面质量而成为镁合金材料应用的一个趋势。然而,目前它的许多成形性能参数尚未研究,这也影响了镁合金冲压成形工艺的设计。为丁研究镁合金薄板的冲压成形性能,试验得到了一些成形性能参数,并为镁合金冲压成形的有限元模拟提供了重要的试验参数。     

工具头大小对板材多点复合渐进成形过程影响的有限元分析

多点渐进成形具有变形均匀、可成形性强、成形效率高且能有效抑制失稳等优势。通过建立金属板材多点复合渐进成形三维有限元模型,对不同尺寸大小的工具头成形典型方锥台制件的多点复合渐进成形过程进行了数值模拟和分析,探讨了工具头大小对成形件的等效塑性应变、成形精度、厚度减薄率等的影响。通过对仿真结果的对比分析表明:工具头直径越小,制件成形区的厚度减薄越严重,越易产生破裂;工具头直径越大,制件变形越均匀、成形精度更高,但法兰区的等效塑性应变更大、越易产生起皱。     

加热方式对镁合金板材温渐进成形性能及力学性能的影响

不同加热方式会影响板材的温度分布,使板材不同位置出现温差,造成材料内部出现性能差异.针对上述问题,采用碳纤维电热管和热空气这两种整体加热方式对镁合金板材进行加热,通过成形变角度圆锥件和恒定成形角的方锥件来研究加热方式和成形温度对镁合金板材成形性能及其成形零件的力学性能的影响.结果表明:在150～275℃成形温度范围内,...     

AZ31B镁合金铸轧板材组织及力学性能研究

运用光学显微镜、扫描电镜及万能拉伸试验机等检测分析手段对AZ31B镁合金铸轧板材组织和力学性能进行了研究。结果表明,该合金由等轴枝晶和变形枝晶组成,共晶体组织主要由β-Mg17Al12和少量β-Mg17(AlZn)12相组成,晶内弥散分布着细小圆状Al8Mn5析出相。AZ31B镁合金铸轧板材在轧向(RD)和横向(TD)的抗拉强度分别达到250MPa和200 MPa,伸长率分别为5.5%和6.0%,断裂类型分别为脆性解理断裂和准解理断裂。     

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。