轎車(chē)高強(qiáng)度鋁合金零件精密模鍛關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出以及人們對(duì)轎車(chē)的安全性、可靠性、舒適性等要求的提高，各大汽車(chē)制造商努力從改善汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尋找新的替代材料兩個(gè)方面減輕汽車(chē)的重量；不斷改進(jìn)和采用新的零件制造工藝提高產(chǎn)品的質(zhì)量。鋁合金具有一系列優(yōu)良性能，如密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、抗沖擊性良好、耐腐蝕、耐磨及高的再生性等，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)轎車(chē)輕量化的首選材料。近年來(lái)，鋁合金零部件在轎車(chē)中所占的比重不斷增加，具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。 本文首先綜述了高強(qiáng)度鋁合金

2、塑性成形加工工藝的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況以及存在的問(wèn)題，圍繞轎車(chē)零件7075（LC4）高強(qiáng)度鋁合金多層杯筒形零件和中高硅鋁合金SC100-T6 活塞尾的精密塑性成形新工藝的研究，采用塑性成形理論、有限元模擬和工藝試驗(yàn)相結(jié)合的方法，做了一系列的工作，成功地開(kāi)發(fā)了安全氣囊關(guān)鍵零件的流動(dòng)控制成形工藝和活塞尾精密熱模鍛工藝。 分析了轎車(chē)安全氣囊氣體發(fā)生器關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)和形狀特征，設(shè)計(jì)了兩種閉式反擠壓成形工藝，并分析了它們的異同；提出了以閉式擠壓

3、為變形特點(diǎn)的流動(dòng)控制成形時(shí)金屬最后充滿模腔部位的判據(jù)、流動(dòng)控制成形力的計(jì)算模型，并建立了成形力的計(jì)算公式；對(duì)殼體鍛件流動(dòng)控制成形過(guò)程進(jìn)行了剛塑性有限元模擬，分析了成形過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布及力-行程曲線的變化，提出了兩種擠壓凸模設(shè)計(jì)方案；在理論研究的基礎(chǔ)上，對(duì)殼體和壓蓋進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，得到了優(yōu)質(zhì)精密鍛件。 對(duì)于中高硅鋁合金零件，傳統(tǒng)的方法是采用壓鑄工藝生產(chǎn)。近年來(lái)，隨著轎車(chē)性能的不斷提高，要求采用塑性成形工藝制造。

4、為了實(shí)現(xiàn)這一目的，作者應(yīng)用Gleeble-1500 熱力學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同的溫度和變形速率下的鋁合金SC100-T6 進(jìn)行等溫壓縮試驗(yàn)，得到了合金的流動(dòng)應(yīng)力與成形溫度、應(yīng)變速率的變化規(guī)律，并應(yīng)用最小二乘法建立了該種合金的本構(gòu)方程。 分析了活塞尾鍛件的結(jié)構(gòu)和形狀特征，設(shè)計(jì)了兩種預(yù)鍛毛坯方案；采用剛黏塑性與熱力耦合的有限元模型，對(duì)兩種預(yù)鍛成形及其相對(duì)應(yīng)的終鍛成形進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)成形過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、速度場(chǎng)及溫度場(chǎng)的分布進(jìn)行了

5、分析和對(duì)比，指出優(yōu)化的“V”形毛坯有利于終鍛成形；根據(jù)模擬的結(jié)果，設(shè)計(jì)了預(yù)鍛模、終鍛模和切邊模，并進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，鍛造出了高質(zhì)量的精密鍛件。最后，對(duì)鋁合金材料SC100-T6 進(jìn)行了金相組織觀測(cè)，材料在鍛造后呈細(xì)小顆粒狀均勻分布。這充分體現(xiàn)了通過(guò)精密模鍛可顯著提高鍛件的綜合機(jī)械性能效果。 氣體發(fā)生器精密鍛件經(jīng)太原山西錦恒汽車(chē)部件有限公司的水爆試驗(yàn)，其技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了美國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；該項(xiàng)成果已被溫州市科技局列為產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)項(xiàng)目?；钊?/p>