半固態(tài)輕合金觸變模鍛成形數(shù)值模擬.pdf

1、半固態(tài)成形技術(shù)兼有液態(tài)和固態(tài)金屬成形的優(yōu)良特性，是高效、節(jié)能的材料加工前沿技術(shù)，是21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ慕饘俪尚渭夹g(shù)之一。 本文采用基于剛塑性/剛粘塑性有限元方法對鎂合金汽車中間軸螺塞的成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，并對兩種不同成形工藝進(jìn)行分析對比，得到了變形流動規(guī)律和力能參數(shù)。 從數(shù)值模擬結(jié)果中可以看到，圓坯料一次成形方案盡管能夠減少工序，但該方案存在較大的成形缺陷。與圓坯料一次成形方案比較，預(yù)鍛—終鍛加工方法成形力較低，應(yīng)

2、變分布均勻，不易產(chǎn)生成形缺陷和應(yīng)力集中。 采用基于剛粘塑性有限元方法對鎂合金觸變鍛造過程進(jìn)行數(shù)值模擬。利用基于多元非線性回歸方法建立的半固態(tài)AZ61合金本構(gòu)關(guān)系確立了相關(guān)模擬參數(shù)，并分析了高固相體積分?jǐn)?shù)下半固態(tài)鎂合金材料觸變力學(xué)性能，得到鎂合金零件半固態(tài)觸變成形過程的變形流動規(guī)律和溫度場。 結(jié)果表明，半固態(tài)鎂合金材料較常規(guī)態(tài)材料變形抗力小，成形載荷有較大降低。半固態(tài)成形零件等效應(yīng)力分布較為合理，而常規(guī)態(tài)材料易產(chǎn)生應(yīng)力集中

3、，需要補(bǔ)充后續(xù)加工工序。在接近固相線溫度下，半固態(tài)成形的材料充填性能與常態(tài)的差別不大。 采用半固態(tài)模鍛的方法對Y112鋁合金進(jìn)行觸變成形試驗。用機(jī)械攪拌制出半固態(tài)坯料，并對攪拌前原始枝晶坯料和半固態(tài)坯料進(jìn)行了微觀組織分析及對比。二次加熱實驗表明Y112鋁合金液相線鑄造坯料在565℃左右保溫15-30min能夠獲得較滿意的適于半固態(tài)成形的觸變組織。 Y112鋁合金高固相率半固態(tài)模鍛過程數(shù)值模擬中變形力要略小于真實試驗中變形