摩擦與潤滑對鎂合金板材快速氣壓脹形的影響.pdf

1、快速氣壓脹形工藝可一次成形各種形狀復雜、質輕、強度高且近無加工余量的板類零件，近年來開始逐漸應用于汽車工業(yè)。摩擦和潤滑在成形過程中起著非常重要的作用，采用合適的潤滑劑和潤滑部位，對于提高板材成形性能和脹形件質量具有重要意義。基于此目的，本文通過在不同潤滑條件下分別采用不同模具進行快速氣壓脹形試驗，研究了摩擦對脹形件壁厚分布、成形能力、微觀組織及表面質量的影響規(guī)律。
　　采用Marc有限元軟件對盒形件不同摩擦系數(shù)下的快速氣壓脹形過程

2、進行了分析，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)越小，盒形件壁厚分布越均勻，盒形件最后成形部位的等效應力及等效應變也越小。減小板料與模具之間的摩擦系數(shù)可改善壁厚分布，提高成形性能，避免最后成形部位破裂的發(fā)生。
　　通過圓環(huán)鐓粗試驗測得無潤滑、氮化硼潤滑、石墨潤滑、二硫化鉬潤滑四種條件下的摩擦系數(shù)分別為0.56、0.21、0.26、0.5，使用潤滑劑后可減小摩擦系數(shù)，其中氮化硼效果最明顯，石墨次之，二硫化鉬最差。
　　潤滑條件對錐形件脹形高度及壁厚分

3、布影響不明顯，無潤滑、氮化硼潤滑、石墨潤滑、二硫化鉬潤滑四種條件下所成形出的錐形件高度分別為38.40mm、38.84mm、38.64mm、38.62mm，壁厚不均勻度分別為0.67、0.66、0.68、0.69。
　　潤滑條件對盒形件壁厚分布影響很大，無潤滑、氮化硼潤滑、石墨潤滑、二硫化鉬潤滑四種條件下底部壁厚不均勻度分別為0.35、0.06、0.13、0.26，側壁壁厚不均勻度依次為0.27、0.44、0.39、0.23。

4、r>　　將氮化硼分別噴涂在盒形凹模底部、側壁及入口圓角時，底部潤滑條件下拐角底部成形最充分，成形效果最好；但在入口圓角部位噴涂氮化硼或石墨潤滑劑之后，板料會發(fā)生大量局部減薄，容易導致破裂的產(chǎn)生。盒形件快速氣壓脹形過程中，有些部位涂抹潤滑劑對成形有利，而有些部位涂抹潤滑劑對成形產(chǎn)生不利影響。
　　使用潤滑劑后可提高杯形件成形能力。在氮化硼潤滑條件下，可在300s成功成形出直徑80mm、高30mm的杯形件，而無潤滑條件下成形過程中底部

5、圓角附近會發(fā)生破裂。
　　使用潤滑劑后，能夠避免表面微小刮痕及波浪狀流痕的產(chǎn)生，從而提高金屬表面質量。氮化硼對金屬表面的保護性最好；石墨鋪展性較氮化硼差，高溫下容易氧化，粘附在金屬表面不容易清理；二硫化鉬耐高溫性差，會與金屬表面發(fā)生化學反應而牢牢結合在一起，不容易清理，鋪展性最差。
　　氮化硼潤滑條件下，盒形件底部中心部位晶粒尺寸比無潤滑條件下要均勻，且晶粒仍保持等軸狀態(tài)，沒有呈現(xiàn)出拉長狀態(tài)；但底部圓角部位晶粒尺寸不如無潤滑