5A90Al-Li合金桁條自阻加熱成形工藝與裝備.pdf

1、輕量化是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能減排目的的主要途徑之一，而輕量化的主要方法之一就是采用高性能輕質(zhì)合金。Al-Li合金作為一種低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度的新型金屬材料，同時(shí)兼具優(yōu)良的低溫性能、耐腐蝕性能以及超塑成形性能等，在航空航天領(lǐng)域顯示出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊的應(yīng)用前景。但是，其較低的室溫成形性能卻一定程度上限制了Al-Li合金的進(jìn)一步推廣，而傳統(tǒng)熱成形方法的高能耗、低效率、設(shè)備復(fù)雜以及模具壽命短并不符合現(xiàn)代先進(jìn)、綠色、節(jié)能以及

2、自動(dòng)化的成形理念和主題。為改善5A90Al-Li合金因室溫塑性指標(biāo)過(guò)低帶來(lái)的零件表面裂紋等缺陷，本文提出并設(shè)計(jì)制造了新型的電流自阻加熱成形工藝與裝備。通過(guò)對(duì)5A90Al-Li合金高溫成形性能以及電加熱升溫性能的探究，確定合適的成形溫度以及升溫電流密度等成形工藝參數(shù)，同時(shí)設(shè)計(jì)并制造出相應(yīng)的電流自阻加熱成形裝備，成形出質(zhì)量合格的5A90Al-Li合金桁條零件。
　　為探究5A90Al-Li合金的成形性能，本文做了5A90Al-Li合金

3、的室溫及高溫拉伸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，5A90Al-Li合金的室溫塑性指標(biāo)較低，高溫能顯著提高其成形極限，獲得較大的變形量；實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，在一個(gè)相對(duì)較高的應(yīng)變速率范圍內(nèi)，應(yīng)變速率對(duì)延伸率的影響不明顯。同時(shí)通過(guò)5A90Al-Li合金的電加熱升溫實(shí)驗(yàn)，獲得了5A90Al-Li合金的電加熱時(shí)間溫度曲線，研究表明，電流密度越大，升溫越快，達(dá)到的平衡溫度也越高。通過(guò)對(duì)板材電加熱升溫及保溫時(shí)溫度場(chǎng)分布的探究，得知電流加載速度越快，溫度場(chǎng)分布越不均勻，板

4、材最大溫差降到一定范圍內(nèi)所需的時(shí)間越長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)分析和總結(jié)，得到5A90Al-Li合金板材的成形溫度、壓制速度、加熱電流密度、電流加載路徑等工藝參數(shù)。
　　通過(guò)分析電流自阻加熱成形過(guò)程的特點(diǎn)，針對(duì)絕緣問(wèn)題，板材的夾持與釋放問(wèn)題，板材的電加熱和壓制成形一體化問(wèn)題，以及如何實(shí)現(xiàn)成形過(guò)程的自動(dòng)化等問(wèn)題，設(shè)計(jì)并制造出了新型的板材類電流自阻加熱成形裝備。
　　通過(guò)對(duì)5A90Al-Li合金桁條零件成形過(guò)程的模擬，討論了零件成形的可行性，對(duì)可