近年来为满足汽车轻量化的要求,使用镁合金、先进高强度钢(Advanced High Strength steel,AHSS)等轻型材料来制造汽车零部件越来越受到各大车企的重视。然而,镁合金为密排六方的晶格结构,室温塑性变形能力较差;先进高强钢较高的流变应力,导致其成形力较大;同时,镁合金较低的弹性模量、先进高强钢较高的屈服强度,导致二者弯曲变形时回弹严重。这些问题严重制约了这两种轻型材料在汽车工业中的应用。迫切需要针对这些轻型材料开发新的冲压工艺。电塑性成形技术是指材料变形时在其塑性变形区施加电流,以降低材料的变形抗力、提高材料塑性的成形技术。该技术已经成功地应用在拔丝、轧制等成形工艺上,并取得了良好的效果,同时电流对材料内部的晶粒细化、损伤修复以及表面质量的改善具有积极作用。因此,将电塑性成形工艺应用于轻型材料的冲压工艺中,有着很好的应用前景。尽管电塑性成形技术已经过多年的研究,然而相关的理论模型和实际应用的研究尚不够充分。理论模型方面,有学者根据材料的物理机理提出了一些流动应力的模型,但该类模型旨在描述电塑性效应的物理意义,不便于工程应用。另一方面,电塑性冲压工艺的探索也刚刚起步,相关理论和技术都有待研究。针对以上问题,本文开展了以下工作:(1)通过AZ31B镁合金和DP980 AHSS的电脉冲单向拉伸实验和等温无电单向拉伸实验,研究了脉冲电流对材料流变行为的影响,证实了电塑性效应能降低AZ31B镁合金的流动应力、改善其塑性,发现了DP980 AHSS的“反电塑性”效应;基于微观组织分析,解释了观察到的现象,阐明了脉冲电流对材料微观组织的影响。通过修改Johnson-Cook流动应力模型,建立了AZ31B镁合金考虑脉冲电流影响的电塑性流动应力模型,并通过实验验证了模型的正确性。(2)通过AZ31B镁合金和QP980 AHSS的电脉冲应力松弛实验和等温无电应力松弛实验试验,研究了脉冲电流对材料应力松弛行为的影响,分析了温度对QP980高强度钢板应力松弛行为的影响,指出了适合该材料电脉冲松弛的合适温度;通过金相分析,解释了脉冲电流对镁合金应力松弛的作用机理;基于蠕变力学基本理论,推导并建立了考虑脉冲影响的AZ31B镁合金和QP980AHSS的应力松弛模型,通过实验检验了模型的正确性。(3)采用平面应变假设,基于考虑脉冲影响的AZ31B镁合金和QP980AHSS的应力松弛模型与Mises屈服准则,将单轴应力状态下得到的应力松弛模型扩展到多轴应力状态,建立了电脉冲辅助的V形弯曲回弹角的预测模型,并通过实验验证了模型的准确性。通过微观组织分析,对电脉冲抑制回弹的机理进行了探讨。(4)基于脉冲电流有利于降低流动应力、改善材料的塑性等优点,研发了若干脉冲电流辅助的典型塑性成形工艺,包括:电脉冲辅助的圆筒形件拉深工艺、滚轮包边工艺和扩孔工艺。工艺考虑了成形动作的实现、脉冲电流的流通路径和绝缘等设计要素,成功地将脉冲电流引入材料的塑性变形区,明显地改善了材料塑性变形能力。上述工艺为塑性相对较差或者难成形材料的塑性成形提供了新的思路,具有较好的应用前景。