ZK60鎂合金板材快速塑性成形工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、快速塑性成形技術(shù)是將氣壓脹形的應(yīng)變速率控制在10-2s-1級(jí)別左右，使脹形時(shí)間控制在幾分鐘內(nèi)，再輔之以快速加熱技術(shù)，使零件的生產(chǎn)能夠在十分鐘內(nèi)完成。本技術(shù)并不追求最佳超塑性，而是使塑性滿足成形要求。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜外形的部件一次性整體成形，也使氣壓脹形技術(shù)用于大批量生產(chǎn)成為可能。ZK60合金在現(xiàn)在所有商用鎂合金中強(qiáng)度最高，研究其板材快速塑性成形變形規(guī)律對(duì)獲得輕質(zhì)高強(qiáng)鎂合金結(jié)構(gòu)件具有重要意義。
　　以1.0mm和1.2mm的ZK60

2、鎂合金軋制板材為例進(jìn)行研究，為了獲得材料在快速塑性變時(shí)的力學(xué)性能和材料參數(shù)，對(duì)ZK60鎂合金板材進(jìn)行了熱拉伸試驗(yàn)。熱拉伸試驗(yàn)溫度分別250℃、300℃、350℃和400℃，應(yīng)變速率10-3s-1和10-2s-1。350℃時(shí)延伸率最大，流變應(yīng)力隨著溫度上升而減小、隨著應(yīng)變速率增大而增大。
　　快速塑性成形實(shí)驗(yàn)使用板材厚度為1.2mm，原始晶粒尺寸3μm。首先對(duì)半球件進(jìn)行5分鐘快速塑性成形實(shí)驗(yàn)，以半球形件脹形高度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，找出最佳

3、成形溫度和氣壓，分析壁厚分布規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，350℃、0.85MPa下脹形高度最大37.04mm。脹形件頂端減薄最嚴(yán)重，壁厚隨著距頂端水平距離的增大而增大。根據(jù)半球形件試驗(yàn)結(jié)果，選定350℃下進(jìn)行筒形件、盒形件分段快速塑性成形試驗(yàn)。筒形件最大脹形高度22mm、盒形件最大脹形高度20mm。筒形件壁厚，圓角處最薄；盒形件底部轉(zhuǎn)角處厚度最薄。
　　利用MARC有限元軟件采用殼單元對(duì)半球件、筒形件和盒形件進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)應(yīng)變速率都達(dá)