镁合金汽车前轮壳糊态挤压成形工艺研究

对汽车AZ31镁合金前轮壳进行糊态挤压试验研究,从坯料加热、模具预热、润滑剂、挤压比、挤压速度到挤压力等几个工艺参数,分别进行系统的试验研究,得出AZ31镁合金成形规律和确定工艺参数的方法,对在汽车前轮壳零部件的生产、应用起到重要的参考作用。     

时效对AZ31镁合金组织与性能的影响

对挤压后的AZ31镁合金件进行时效处理。时效温度为200-300℃,时效时间为15min-3h。研究了不同时效温度、时间对AZ31镁合金微观组织、力学性能的影响。结果表明：合适的时效工艺可使挤压变形后的试样组织达到平衡状态,材料塑性有较大幅度提高,而强度并没有显著降低。对于AZ31镁合金,最佳的时效工艺为275℃保温0．5 h。     

稀土Mg-Mn-Zn-Ce合金等通道转角挤压工艺

为获得性能良好的超细晶镁合金材料,采用等通道转角挤压工艺对稀土Mg—Mn—Zn—Ce合金进行塑性加工,研究了速度、温度和润滑条件对合金的挤压工艺以及性能的影响。实验结果表明：对于稀土Mg—Mn—Zn-Ce合金,等通道转角挤压的润滑剂为7025高温润滑脂,速度2mm／s,第一道次的挤压温度为250℃,第二道次的挤压温度为270℃。该工艺条件使等通道转角挤压能够顺利进行,可获得表面光滑平整、晶粒组织细化的稀土Mg—Mn—Zn—Ce合金。     

加工工艺对AZ61镁合金力学和阻尼性能的影响

采用金相分析、拉伸实验、动态机械热分析等方法,研究了均匀化和未均匀化的AZ61镁合金在一次挤压态、二次挤压态及锻造态下的显微组织、力学性能和阻尼性能.结果表明:AZ61镁合金经3种塑性加工工艺后不同变形态之间的力学性能差别不大,但阻尼性能发生了显著变化;当应变振幅为5×10-3时,锻造态AZ61镁合金的阻尼性能相对于二次挤压态提高了5倍多.加工工艺对AZ61镁合金阻尼性能的影响规律可由Granato-Lucke理论得到很好的解释.     

AZ61镁合金连续流变挤压成形

采用自行设计的连续流变挤压成形技术,成功地制备出了10 mm的AZ61镁合金线材.在轧辊和靴子的搓动剪切作用下,形成了细小的等轴晶和球形晶,在挤压成形过程中,中心部位固相变形小,边部固相变形大,在圆弧流动区产生了优良的超细晶组织.浇注温度影响AZ61合金的固相率,进而对成形过程产生重要影响,合理的浇注温度为680℃.在此温度下,制备的AZ61合金线材断面组织优良,呈现两相塑性流动的特征.     

镁合金板材温热成形性能

通过热模拟单拉试验,获得了AZ31镁合金板材在不同工艺条件下的真实应力应变曲线,分析了温度和应变速率对流变应力的影响.通过极限拉伸比试验,研究了轧制、退火、拉伸温度、拉伸速度、拉延间隙以及压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响.结果表明:交叉轧制和退火工艺能够显著提高镁合金板材的力学性能;在极限拉伸温度150℃、极限拉伸速度15 mm/s的工艺条件下,极限拉伸比能够达到3.0;AZ31镁合金板材适宜的拉延间隙为板厚的1.2倍.     

无管式按摩泵泵体注塑成型工艺的稳健设计

为减少无管式按摩泵的翘曲变形量,引入稳健设计方法,使用模流分析软件Moldflow6.1对注塑成型的泵体进行模拟分析.将注塑成型过程中的模具温度(A)、熔体温度(B)、保压压力(C)、保压时间(D)、冷却时间(E)等5个因素作为影响因子,设计了L16(45)正交试验矩阵.通过信噪比分析,得到各工艺参数对泵体翘曲变形的影响程度,获得了最佳工艺参数组合.结果表明:保压压力和保压时间是影响泵体翘曲变形的主要因素,优化后的工艺参数组合为模具温度80℃、熔体温度275℃、保压压力90 MPa、保压时间6 s、冷却时间10 s.优化后泵体的最大翘曲变形量为1.098 mm,变形量减小了12.87%,泵体质量得到了较大的提高.     

TBR工艺对AZ91D镁合金压铸件组织性能的影响

采用自主研发的锥桶式流变成型技术,实现AZ91D镁合金从制浆到流变压铸的一体化工艺过程.研究TBR工艺下AZ91D镁合金流变压铸件的显微组织、力学性能及拉伸断口,探讨TBR工艺参数对流变压铸件微观组织与力学性能的影响规律.结果表明,流变压铸 AZ91D镁合金合适的TBR工艺参数是内锥桶转速为500～600 r/min、外锥桶桶体温度为570～590 ℃;与液态压铸相比,TBR工艺下流变压铸件抗拉强度提高了5%～15%、伸长率提高40%以上,拉伸断裂方式由沿晶断裂占主导转变为以准解理断裂占主导.     

采用半熔挤压法制备镁合金板的技术及应用

采用半熔挤压法制备镁合金板在镁合金板制造行业是一项新技术.传统制备镁合金板的生产工艺都是将镁合金板坯经过预热、反复升温和多道轧制才能制成镁合金薄板,设备大、能耗高,因为镁合金板在轧制过程中边缘部分容易开裂,因此成品率很低、成本很高.采用半熔挤压法制备镁合金板,先将镁合金加工成细小粒子,然后送进螺杆旋转式挤压机,在氩气（Ar）保护下通过梯度加热、旋转挤压、圆管模具和圆管切缝整平来制成镁合金薄板.半熔挤压法制备镁合金板的生产工艺具有设备和工艺简单可靠、能耗低、成品率高、废料少和生产成本低的显著优势.为生产高质量低成本的镁合金板提供了一条有前景的道路.     

等径角挤压工艺对AZ31B镁合金板材冲压性能的影响

对采用等径角挤压(ECAE)工艺前后AZ31镁合金板材的性能参数和冲压成形性能进行了研究.结果表明,经过等径角挤压工艺处理后镁合金板材的应变硬化指数n值、各向异性r值和极限拉深比LDR值均得到了优化,从而改善了镁合金板材的冲压性能.     

双向挤压后AZ31镁合金的微观组织与性能

采用了100T挤压机对AZ31镁合金在不同温度不同挤压比下双向挤压成型。结果表明,挤压比为4.5时,显著地细化镁合金晶粒,晶粒尺寸可由铸态的400μm减小到挤压态的6μm;挤压比为10.125时,晶粒尺寸可以减小到3μm;变形材料的硬度、伸长率、压缩率和屈服强度值有了很大程度的提高,随着挤压温度的升高,硬度、压缩率、伸长率和屈服强度值呈降低趋势(250℃除外)。     

汽车镁合金发动机支架压铸工艺的优化设计

结合实际生产,针对某款车型的镁合金发动机支架的压铸成型工艺,采用数值模拟方法,设计并优化了其浇注系统及压铸工艺参数,进行了压铸试验和组织性能评估。正交模拟试验得到最佳工艺参数:浇注温度为690℃、模具温度为220℃、压射速度4.8 m/s。X光探伤和力学性能检测表明,在此工艺参数下,成型性良好,铸件组织致密,抗拉强度为254.44 MPa、屈服强度为232.71 MPa、伸长率为7.33%;硬度为77.07 HBS;底座最大压缩变形量为0.08 mm。检测结果均满足性能要求。     

镁合金压铸工艺的数值模拟

运用有限元模拟软件对镁合金AZ91D压铸零件的充型和凝固过程进行数值模拟,分析完全凝固后存在于铸件中的缩孔及气孔缺陷的体积分数;以铸造缺陷尺寸为标准,研究压射速度、浇注温度及模具初始温度3种压铸工艺参数对铸件质量的影响,获得优化的压铸工艺参数,为减少镁合金零件的缩孔和内部气孔、提高压铸件致密度和表面质量提供依据。模拟结果表明,铸件中存在最小缺陷的最佳压铸工艺参数是:冲头压射速度为2.4 m/s,浇注温度为655℃,模具初始温度为200℃;最终获得的缩孔的体积分数仅为1.909 80%,气孔体积分数为1.766 83×10-6。     

AZ31镁合金棒材挤压过程的三维有限元分析

采用DEFORM - 3D软件,以4种速度对AZ31镁合金棒料的挤压过程进行三维有限元数值模拟,分析金属流动规律及挤压速度对温度场、等效应力场及应变场分布的影响.结果显示:当挤压速度v从1.5 mm/s增至4.5 mm/s时,棒料在稳定挤压状态下的热流通量从-2.7×104(W·m-2)增为1.15×105(W·m-2...     

基于响应面法的直齿轮冷挤压工艺多目标优化

针对某型大模数行星直齿轮在精锻成形工艺中成形载荷大、齿形塌角大及弹性回复影响齿形精度等问题,提出一种新型约束分流正冷挤压工艺.以降低成形载荷、减小轴向塌角长度及取得弹性回复量较小的齿轮为优化目标,以凹模入模角、毛坯直径系数、摩擦系数和模具挤压速度为优化变量,借助正交实验设计与Design-Expert V8软件进行响应面拟合建模分析,得到成形载荷及塌角长度的二阶响应面模型和弹性回复的线性模型,同时借助该软件进行多目标优化,得到最佳工艺参数组合,即入模角为67°,直径系数为1.15,摩擦系数为0.06,模具下压速度为52mm/s.有限元模拟和生产实践结果表明:优化后的工艺参数组合能生产得到弹性回复较小、表面质量好的行星直齿轮冷挤压件,并能有效减小塌角、降低成形载荷.     

超硬铝合金无缝管材挤压成形工艺优化

为了揭示大型铝合金无缝管材挤压成形中的关键技术问题,以7075铝合金为例,采用刚黏塑性有限元法分析工艺参数对铝合金管材挤压成形过程的影响。研究结果表明:随着成形温度增加,挤出模口处所受附加拉应力逐渐降低,但过高挤压温度反而会增大黏附力;随着挤压速度增大,所需挤压载荷明显增加,且管材挤出过程中金属变形流动的均匀性随之降低;在挤压温度为430℃、挤压速度为2 mm/s时进行工艺实验,一次性成形大型铝合金无缝挤压管材,且所得制品的表面质量良好,符合使用要求。     

AZ31镁合金薄板热拉深工艺研究

主要研究了镁合金热拉深工艺过程中,各工艺参数包括拉深温度、压边间隙、润滑条件、拉深速度等对镁合金拉深成形性能的影响．结果表明：在200-275℃间,板厚为1mm的AZ31镁合金薄板具有较佳的热拉深成形性能,可得到最大极限拉深比为2．14杯形拉深件,极限拉深比的大小随上述工艺参数的变化而变化．     

镁合金板材温热冲压成形热力耦合数值模拟

采用Gleeble3500热模拟试验机进行单向拉伸试验,获取了材料的力学性能参数,分析了AZ31镁合金板材的力学性能特点.采用热力耦合技术对镁合金板材温热冲压过程中的温度场进行了数值模拟,研究了冲压过程中温度场的分布规律,并对差温拉延工艺进行了分析.结果表明:差温拉延工艺可以提高镁合金板材的温热成形性能;采用热力耦合技术的数值模拟更能反映AZ31镁合金板材的温度敏感特性.     

AZ91镁合金的干滑动摩擦磨损性能研究

采用M-2000型磨损试验机测试了在低、高转速干滑动摩擦条件及不同载荷(50、100、150、200 N)下 AZ91铸造镁合金的摩擦磨损性能,并结合分析镁合金试样的表面温度、磨损表面形貌、磨屑的物相组成特点,探讨了载荷和转速对镁合金的摩擦磨损机制的影响.结果表明,AZ91镁合金的磨损量随着载荷与磨损行程的增加而明显增加;载荷较小时,材料的磨损机制以氧化磨损和磨粒磨损为主;随载荷与速度的增加,磨损机制逐渐发生转变;在高速及较大载荷(150、200 N)下,镁合金表面的温度显著提高,其磨损机制已转化为以剥落磨损为主.     

镁/铝复合管错距旋压成型有限元模拟及分析

为了探究采用错距旋压制备镁/铝复合管过程中材料的变形行为,以及各工艺参数对复合管成型性的影响规律,采用ABAQUS/Explicit有限元模拟软件建立了AZ31镁合金/6061铝合金错距旋压数值模型,分析了旋压温度、减薄率、进给比等参数对内外管变形协调性的影响。结果表明:提高旋压温度及减薄率有助于提升内管与外管的变形协调性以及成型质量,适当增加进给比有助于提升复合管表面成型精度;旋压温度为350℃时,单道次减薄30%,进给比为1 mm/r时,获得的复合管成型质量良好;界面处应力应变分布结果表明,复合管沿径向方向的等效应力呈现出梯度分布,造成内外管界面处塑性应变不连续,导致内外管变形不协调。通过数值模拟获得了可靠的加工区间,为实际成型提供了理论基础。