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镁合金是目前最轻的金属结构材料,被誉为21世纪环境与资源可持续发展的绿色材料。但是,镁合金为密排六方晶体结构,致使其室温塑性变形能力差,采用传统加工方法存在工艺流程长、道次变形量小,需要多次加热和成材率低等问题。连续挤压技术以摩擦力为驱动力,具有流程短、节能、环保和高效等优点。因此,借助数值模拟手段研究镁合金的连续挤压扩展变形规律,优化连续挤压成形工艺参数,对镁合金连续挤压工艺参数的制定具有重要指导作用。本文采用DEFORM-3D软件,以400型和500型连续挤压机为原型,数值模拟了AZ31镁合金板材的连续挤压过程,探讨了不同工艺参数对其扩展成形规律的影响,得到如下结论:(1)针对400型连续挤压机成形的两种规格的镁合金板,依据设计的正交试验方案进行数值模拟,分析流速均方差,获得了80mm×8mm镁板成形的最优参数组合为挤压轮转速5 r/min、工模具预热温度400℃、流动通道长度40 mm;120mm×8mm镁板成形的最优参数组合为挤压轮转速5 r/min、工模具预热温度400℃、流动通道长度50 mm。(2)基于两种规格镁板的正交试验结果,通过极差分析和方差分析得到了各因素对流动均匀性影响的主、次顺序,挤压轮转速的影响最为显著,流动通道长度的影响次之,工模具预热温度的影响不明显。(3)正交法分析镁合金连续挤压扩展成形工艺参数多因素影响规律,与单因素的影响规律一致。随着挤压轮转速的提高,流动均匀性变差;随着流动通道长度、工模具预热温度的增加,流动均匀性提高,达到一定值时,流动均匀性降低。(4)选取正交方案中代表性试验,对其模拟结果进行应变场与应力场分析。结果表明,在扩展区厚度方向上,应变值从上表面到下表面逐渐升高;在扩展区纵向上,最大值发生在腔体入口边缘,应力值出现两次峰值,分别集中在工模具的两个分界区域。(5)针对流动均匀性影响显著的参数,以500型连续挤压机为原型,研究了挤压轮转速和流动通道长度对160mm×8mm镁板扩展成形规律的影响。随着挤压轮转速提高,金属流动均匀性变好,挤压轮扭矩减小,坯料和腔体温度升高,应力应变值增大,建议选取挤压轮转速为6r/min;随着流动通道长度增加,金属流动均匀性先升高再降低,坯料和模具温度升高,挤压轮扭矩增大,建议选取流动通道长度为60mm。