铝泵体是机动车尾气后处理系统中的重要组成部件,主要用于催化剂的循环输送。铝泵体的工作环境恶劣,经常处于高温、高压和高腐蚀的工况中,因此对铝泵体的性能要求较高。而目前铝泵体主要通过铸造的方式制造,易产生腐蚀和高压裂纹等情况,影响了系统的稳定性与安全性,因此需要通过锻造来提高铝泵体的综合性能。本课题以某型号铝泵体为研究对象,首先探究了其锻造工艺和模具设计,借助有限元模拟软件Deform-3D改进坯料的形状,然后通过优化锻造参数提高了锻件质量并降低了综合成本,最后研究了锻件的热处理工艺和组织性能,主要的研究内容如下:(1)针对铝泵体的结构特点和锻造难点,通过合理的锻件设计降低了锻造的工艺难度和制造成本。然后从锻件质量和成本的角度考虑,制定了型材坯料下料、精锻和切边的锻造方案。随后设计了精锻模具和椭圆形截面型材坯料。最后进行试锻验证,得到的锻件存在充不足和飞边裂纹等缺陷,需要对锻造方案作进一步的研究。(2)以Deform-3D有限元软件和数值模拟理论为基础,结合型材坯料设计实际经验,建立了型材坯料的设计及优化流程。然后分别分析了椭圆形、L形和凸字形截面型材坯料方案。最终选择凸字形截面坯料方案,其试锻结果良好,仅L形凸台有充不足问题。最后分析了L形凸台充不足的原因及优化方向。(3)针对锻件L形凸台部位充不足、模具开裂和飞边废料的问题,以锻件的凸台端面充填率、终锻力比率和材料利用率为优化目标,选择模具预热温度、型材坯料长度、坯料始锻温度和飞边桥部高度作为工艺参数变量,设计CCD试验。然后通过有限元模拟获得试验数据,构建了二阶响应面模型,使用差分进化算法多目标优化,获得最优参数组合。将最优参数组合进行模拟验证和试锻验证,达到了预期效果,表明优化方法对铝泵体的生产具有现实意义。(4)对铝泵体锻件进行固溶热处理和时效热处理。热处理后的锻件的力学性能和组织均良好,达到了预期的标准,验证了锻造工艺及热处理工艺的合理性。本课题将锻造工艺设计、有限元模拟、响应面模型和优化算法相结合,解决了铝泵体的锻造成形问题,并研究了铝泵体的热处理工艺和组织性能,为铝泵体类产品的制造提供了理论依据和技术支持。