镁合金板料冲压成形性能及其微观机制的研究

• 作 者: 岳振明
• 机 构: 山东大学
• 出 处: 山东大学
• 发表日期: 2010年期

镁合会作为最轻的结构材料，地球上镁储量丰富，镁合金具有比强度高、耐振性好、抗电磁干扰能力强以及可再生利用的优点，在汽车、航空航天、工程机械等领域有着广阔的应用前景。研究镁合金板料的冲压成形性能对于实现镁合金板料的实用化和产业化具有重要的现实意义和工程应用价值。　　
镁为密排六方结构，常温下塑性变形能力差，加工成品率低，制约了镁合金板料的应用。本文研究的主要目的就是通过对镁合金板料在不同温度下成形参数及微观机制的变化，确定出镁合金的成形规律，从而扩展其应用范围。　　
本文选取拉深成形工艺和弯曲成形进行研究，并在确定了最佳成形参数条件下，利用DYNAFORM模拟分析镁合金在该条件下的应力应变状态、壁厚变化等情况。所用实验材料为AZ31B变形镁合金板料，具体工作如下：　　
设计了一套镁合金板料热成形系统，包括一个专用的镁合金板料实验用加热炉和一套模具加热控温系统，可以根据不同的工艺要求实现镁合金板料和实验模具的加热及其加热温度的准确控制。　　
通过筒形件的拉深实验，研究了成形温度、压边力大小、凸凹模问隙、凸模圆角半径大小、润滑条件、加热时间等对镁合金板料拉深成形性能的影响，利用金相及X衍射分析对微观组织观察，并通过实验研究得到了各工艺参数的最佳范围。　　
通过90校正弯曲实验，研究了成形温度、弯曲半径、润滑条件、保压时间等对镁合金板料弯曲回弹的影响；并研究了成形温度对镁合金板料最小弯曲半径的影响，初步确定了不同温度下镁合金板料最小弯曲半径的大致范围。　　
通过DYNAFORM实现了镁合金板料拉深成形过程的数值模拟，研究得到了成形过程中的应力应变分布、壁厚分布、以及成形极限等。拉深件壁厚分布的数值模拟分析结果与实验结果吻合较好。