螺旋转子作为机械增压器、螺杆压缩机、螺旋转子流量计等装备的核心部件,广泛应用于汽车、机械、化工、冶金等重要领域。现阶段,螺旋转子的加工主要以各种铸态或锻造合金钢圆棒为原料,通过传统机加工(如磨削、刨削等)方式成形,加工效率低,浪费材料,生产成本极高,不符合装备轻量化的发展需求。而挤压成形可使材料在短时间内成形,不仅提高了原材料的利用率,而且加工效率和经济效益均高于传统机加工。轻质高强的7xxx系铝合金密度低、比强度和比刚度高且可回收利用,其挤压件已在飞机、船舶、车辆等领域得到广泛应用。高性能7xxx系铝合金螺旋面型材,通过特定模具热挤压而成,对减轻零件重量、提高生产效率、实现材料可循环利用等具有重要意义,已引起国内外学者的极大关注。与6×xx系铝合金相比,7xxx系铝合金成形性能较差,且螺旋转子挤压模具结构特殊,对挤压模具的设计和挤压工艺的制定提出了更高的要求。此外,7xxx系铝合金在挤压成形后,必须经过特定的热处理工艺才能充分发挥铝合金的性能优势。针对以上问题,本文将数值模拟与实验研究相结合,系统研究了7055铝合金螺旋面型材挤压过程中的材料流动行为,揭示不同固溶工艺制度对7055铝合金微观组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响规律。主要内容及结论如下:(1)利用三维建模软件对7055铝合金螺旋面型材挤压模具进行设计,并基于DEFROM 3D有限元软件对其挤压过程进行数值模拟,通过挤压载荷、点追踪、挤压出口处各物理场等手段研究了螺旋面型材挤压流动规律,并成功进行了挤压实验,获得了几何精度较高的7055铝合金螺旋面型材。(2)针对实验得到的7055铝合金螺旋面型材,探究单级固溶温度和时间对型材微观组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。实验结果表明,当固溶温度为470℃、保温时间为60min时,第二相溶解合理,小角度晶界比例较高,获得了最优的力学性能和抗腐蚀性能。(3)对7055铝合金螺旋面型材进行了双级固溶、高温预析出和逐级固溶实验。实验结果表明,双级固溶通过进一步溶解第二相,使得型材强度得到提高,其中综合性能最优的制度为DT3(460℃/45min+480℃/15min);高温预析出较大幅度的提高了型材的抗腐蚀性能,但使力学性能明显降低;逐级固溶在不降低力学性能的前提下,获得了类似高温预析出的抗腐蚀性能。