轎車高強度鋁合金零件精密模鍛關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益突出以及人們對轎車的安全性、可靠性、舒適性等要求的提高，各大汽車制造商努力從改善汽車的結(jié)構(gòu)設計和尋找新的替代材料兩個方面減輕汽車的重量；不斷改進和采用新的零件制造工藝提高產(chǎn)品的質(zhì)量。鋁合金具有一系列優(yōu)良性能，如密度小、比強度和比剛度高、抗沖擊性良好、耐腐蝕、耐磨及高的再生性等，被認為是實現(xiàn)轎車輕量化的首選材料。近年來，鋁合金零部件在轎車中所占的比重不斷增加，具有很大的開發(fā)潛力。 本文首先綜述了高強度鋁合金

2、塑性成形加工工藝的國內(nèi)外發(fā)展概況以及存在的問題，圍繞轎車零件7075（LC4）高強度鋁合金多層杯筒形零件和中高硅鋁合金SC100-T6 活塞尾的精密塑性成形新工藝的研究，采用塑性成形理論、有限元模擬和工藝試驗相結(jié)合的方法，做了一系列的工作，成功地開發(fā)了安全氣囊關(guān)鍵零件的流動控制成形工藝和活塞尾精密熱模鍛工藝。 分析了轎車安全氣囊氣體發(fā)生器關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)和形狀特征，設計了兩種閉式反擠壓成形工藝，并分析了它們的異同；提出了以閉式擠壓

3、為變形特點的流動控制成形時金屬最后充滿模腔部位的判據(jù)、流動控制成形力的計算模型，并建立了成形力的計算公式；對殼體鍛件流動控制成形過程進行了剛塑性有限元模擬，分析了成形過程中的應力場、應變場、速度場的分布及力-行程曲線的變化，提出了兩種擠壓凸模設計方案；在理論研究的基礎上，對殼體和壓蓋進行了工藝試驗，得到了優(yōu)質(zhì)精密鍛件。 對于中高硅鋁合金零件，傳統(tǒng)的方法是采用壓鑄工藝生產(chǎn)。近年來，隨著轎車性能的不斷提高，要求采用塑性成形工藝制造。

4、為了實現(xiàn)這一目的，作者應用Gleeble-1500 熱力學模擬試驗機對不同的溫度和變形速率下的鋁合金SC100-T6 進行等溫壓縮試驗，得到了合金的流動應力與成形溫度、應變速率的變化規(guī)律，并應用最小二乘法建立了該種合金的本構(gòu)方程。 分析了活塞尾鍛件的結(jié)構(gòu)和形狀特征，設計了兩種預鍛毛坯方案；采用剛黏塑性與熱力耦合的有限元模型，對兩種預鍛成形及其相對應的終鍛成形進行了數(shù)值模擬，對成形過程中的應力場、應變場、速度場及溫度場的分布進行了

5、分析和對比，指出優(yōu)化的“V”形毛坯有利于終鍛成形；根據(jù)模擬的結(jié)果，設計了預鍛模、終鍛模和切邊模，并進行了工藝試驗，鍛造出了高質(zhì)量的精密鍛件。最后，對鋁合金材料SC100-T6 進行了金相組織觀測，材料在鍛造后呈細小顆粒狀均勻分布。這充分體現(xiàn)了通過精密模鍛可顯著提高鍛件的綜合機械性能效果。 氣體發(fā)生器精密鍛件經(jīng)太原山西錦恒汽車部件有限公司的水爆試驗，其技術(shù)指標達到了美國的技術(shù)標準；該項成果已被溫州市科技局列為產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目。活塞尾