變誘導(dǎo)法鋁合金(6061)半固態(tài)坯料制備及觸變成型研究.pdf

1、鋁及其合金是有色金屬中用途較廣的輕金屬之一,具有高的比強度、比剛度、塑性好、導(dǎo)電與導(dǎo)熱性好、且具有較好耐蝕性,是制造航天和航空裝備的理想材料。對鍛造無法加工成形的復(fù)雜制件,若采用機加工的方法則浪費材料,且加工周期長,成本高;若用鑄造的方法,則制件性能得不到保證。半固態(tài)金屬加工是一種新發(fā)展的一次近凈成形復(fù)雜形狀制件技術(shù),其制件力學(xué)性能接近鍛件,為復(fù)雜制件成形開辟一條新路。本文以6061鋁合金為研究對象,通過應(yīng)變誘導(dǎo)法(SIMA法)制造半固

2、態(tài)坯料,研究其半固態(tài)壓縮狀態(tài)下的力學(xué)特性,然后以保險閥殼體件為試驗對象,對其各種方式的觸變成形過程進行數(shù)值模擬,為該零件的觸變成形研究提供參考和依據(jù)。在前期工作中,應(yīng)用鐓粗法制備6061鋁合金半固態(tài)坯料,并通過半固態(tài)壓縮實驗建立該材料真應(yīng)力-真應(yīng)變模型;第二階段應(yīng)用三維造型軟件對成形薄壁殼體件所需的模具進行了參數(shù)化實體造型,然后在Deform3D平臺上對該零件的各種成形方法和過程進行了數(shù)值模擬,研究了模具結(jié)構(gòu)和成形方法對成型結(jié)果的影響;

3、第三階段通過半固態(tài)模鍛實驗驗證數(shù)值模擬的結(jié)果,對保險閥殼體件的半固態(tài)成形工藝進行初步的探索和研究。通過顯微組織觀察證明利用鐓粗法可以一定程度細化晶粒;通過半固態(tài)等溫壓縮實驗研究了6061鋁合金在半固態(tài)下的壓縮力學(xué)行為,證明擠壓后冷變形態(tài)6061鋁合金可以在較小的力下實現(xiàn)較大的變形,且均具有溫度和應(yīng)變速率的敏感性;通過不同成形方法的數(shù)值模擬實驗,證明目前的模具結(jié)構(gòu)下采用兩側(cè)推擠觸變模鍛法成形帶側(cè)凹的保險閥殼體件會造成夾料的現(xiàn)象,從而無法完