AZ31鎂合金轉(zhuǎn)模擠壓成形中扭轉(zhuǎn)變形及再結(jié)晶行為研究.pdf

1、隨著科技發(fā)展及生產(chǎn)需求的日益漸增，擠壓材朝著大型整體化、尺寸高精度化、復(fù)雜多樣化等方向發(fā)展，生產(chǎn)加工和應(yīng)用的范圍也逐漸擴大，已延伸到了航空航天、裝備制造及軍事等多個領(lǐng)域。但擠壓能耗過大、材料利用率及生產(chǎn)效率都相對較低等成為了目前制約擠壓技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的內(nèi)因所在。
　　針對上述問題，本文所提出的凹模旋轉(zhuǎn)的擠壓成形方法——轉(zhuǎn)模擠壓法，不僅可避免沖頭轉(zhuǎn)擠壓時對沖頭結(jié)構(gòu)及性能要求較高等難題，并能解決芯模轉(zhuǎn)擠壓無法適用于異型截面材生產(chǎn)等技術(shù)

2、瓶頸。本文重點研究了轉(zhuǎn)模擠壓成形中坯料的扭轉(zhuǎn)變形行為(包括扭轉(zhuǎn)長度和扭轉(zhuǎn)角度)和關(guān)鍵工藝條件的交互影響。并以AZ31鎂合金為例，分析了轉(zhuǎn)模擠壓成形中微觀組織的演變規(guī)律。
　　首先，將轉(zhuǎn)模擠壓成形中模腔內(nèi)坯料產(chǎn)生變形的特征部位定量劃分成三個區(qū)域，采用上限法和主應(yīng)力法分別對各特征區(qū)內(nèi)坯料的變形行為進行理論分析，推證出了轉(zhuǎn)模擠壓成形中相對擠壓力和扭轉(zhuǎn)變形長度的計算模型。研究結(jié)果表明，當(dāng)凹模轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)(0~1 rad/s)，隨著摩擦

3、因子的增加，單位擠壓力的降幅隨之加大，這與常規(guī)擠壓成形中采用潤滑劑降低摩擦因子從而提高擠出成形性能的思路正相反。凹模旋轉(zhuǎn)使模具與坯料之間不可避免地發(fā)生打滑，研究過程中也考慮到此因素的影響。
　　通過推導(dǎo)獲得了坯料外表面周向扭轉(zhuǎn)角的理論模型。經(jīng)分析可知，在等轉(zhuǎn)速條件下，隨著摩擦因子值的增加，周向扭轉(zhuǎn)角呈增大趨勢變化。在摩擦因子不變情況下，隨著凹模轉(zhuǎn)速的增加，凹模內(nèi)坯料外表面的周向扭轉(zhuǎn)角均呈增大趨勢變化，但增幅則明顯減小。采用數(shù)值模擬

4、對徑向扭轉(zhuǎn)角變化規(guī)律進行了分析，結(jié)果表明，當(dāng)其它不變條件下，隨著凹模轉(zhuǎn)速的增加而隨之變化，但增幅隨著轉(zhuǎn)速的增大而減小。而工藝參數(shù)對坯料扭轉(zhuǎn)變形行為的影響則利用徑向截面線進行分析。
　　隨后，基于AZ31鎂合金熱壓縮性能的測試數(shù)據(jù)建立了再結(jié)晶經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，用于對AZ31鎂合金轉(zhuǎn)模擠壓成形中微觀組織的預(yù)測及評價，研究結(jié)果表明：與同等條件下的常規(guī)擠壓相比，對凹模施加旋轉(zhuǎn)促進了擠壓過程中動態(tài)再結(jié)晶行為的產(chǎn)生及再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)的增大，平均晶粒尺寸