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(kuò)大，已延伸到了航空航天、裝備制造及軍事等多個(gè)領(lǐng)域。但擠壓能耗過(guò)大、材料利用率及生產(chǎn)效率都相對(duì)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(duì)上述問(wèn)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(shí)對(duì)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(wú)法適用于異型截面材生產(chǎn)等技術(shù)

2、瓶頸。本文重點(diǎn)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(zhǎng)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(gè)區(qū)域，采用上限法和主應(yīng)力法分別對(duì)各特征區(qū)內(nèi)坯料的變形行為進(jìn)行理論分析，推證出了轉(zhuǎn)模擠壓成形中相對(duì)擠壓力和扭轉(zhuǎn)變形長(zhǎng)度的計(jì)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(rùn)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(guò)程中也考慮到此因素的影響。
　　通過(guò)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(shì)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(shì)變化，但增幅則明顯減小。采用數(shù)值模擬

4、對(duì)徑向扭轉(zhuǎn)角變化規(guī)律進(jìn)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(duì)坯料扭轉(zhuǎn)變形行為的影響則利用徑向截面線(xiàn)進(jìn)行分析。
　　隨后，基于AZ31鎂合金熱壓縮性能的測(cè)試數(shù)據(jù)建立了再結(jié)晶經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，用于?duì)AZ31鎂合金轉(zhuǎn)模擠壓成形中微觀組織的預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明：與同等條件下的常規(guī)擠壓相比，對(duì)凹模施加旋轉(zhuǎn)促進(jìn)了擠壓過(guò)程中動(dòng)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