2024鋁合金板材差溫模具成形的彎曲回彈和殘余應(yīng)力研究.pdf

1、沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用，但板料在成形時經(jīng)常會出現(xiàn)起皺、壓痕、變薄、回彈等質(zhì)量問題，其中以回彈問題最難控制。板材的回彈會造成工件的形狀精度不高、裝配困難等問題，因此需要對回彈問題深入研究，有效地改善工件的回彈。本文針對2024鋁合金彎曲成形，提出板材以室溫狀態(tài)在高溫模具內(nèi)成形的差溫彎曲工藝，在不降低成形件力學(xué)性能的前提下有效改善成形件的回彈，降低其殘余應(yīng)力。
　　首先研究分析了2024鋁合金在不同變形條件下的高溫流變行為

2、，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，2024鋁合金的流變應(yīng)力顯著下降，低于200℃時應(yīng)變速率升高，流變應(yīng)力幾乎不變化，高于200℃時應(yīng)變速率越大，流變應(yīng)力顯著增大。
　　分別進(jìn)行了板材為室溫、凸模和凹模在不同溫度組合下的差溫彎曲和板材不同溫度的等溫彎曲，研究表明成形件的回彈和殘余應(yīng)力隨著模具或者板材溫度的升高而下降，適當(dāng)提高保壓壓力有助于減小回彈，而延長保壓時間則能減小一定程度的回彈但效率較低。在板材加熱溫度接近時，差溫彎曲與等溫彎曲相比成形件

3、回彈和殘余應(yīng)力更小。
　　對彎曲成形件進(jìn)行硬度測試和金相觀察實驗，發(fā)現(xiàn)差溫彎曲時板材的維氏硬度一直維持在150HV以上，而等溫彎曲時板材的維氏硬度隨溫度的升高明顯下降，在400℃成形時僅為75.4HV。差溫彎曲與等溫彎曲相比硬度更高，晶粒更小。
　　基于 MSC.Marc軟件對彎曲成形過程進(jìn)行有限元模擬，發(fā)現(xiàn)差溫彎曲比等溫彎曲塑性變形更大，導(dǎo)致回彈減小。對比發(fā)現(xiàn)差溫彎曲時變形區(qū)域的最大拉壓應(yīng)力比等溫彎曲減小10％左右，進(jìn)一步