两道次成形过程中拉伸速度及热处理对2A12-O铝合金晶粒尺寸的影响

目的研究铝合金2A12材料在两道次变形过程中拉伸量、拉伸速度及热处理参数对材料晶粒尺寸的影响规律。方法进行了2A12-O铝合金板的"预拉伸-退火-再拉伸-淬火"两道次成形过程。当两次拉伸量相等,总拉伸量不大于20%时,研究了拉伸速度、退火温度、淬火保温时间与试验后晶粒尺寸的关系。结果在拉伸总量较小的情况下,拉伸速度和各热处理参数对材料最终晶粒尺寸的影响较大;当拉伸总量增大到某临界值时,拉伸速度和热处理参数的影响明显减小,各参数下的晶粒尺寸在总拉伸量相同的情况下趋于一致。结论获得了拉伸总量、拉伸速度、退火温度和淬火保温时间等成形及热处理参数对2A12-O铝合金板材晶粒尺寸的影响规律,为该材料成形及热处理过程中的晶粒尺寸控制提供了依据。

两道次板材渐进成形过程仿真与实验验证

针对渐进成形工艺加工侧壁较陡零件时板材厚度减薄严重的问题,通过建立基于ABAQUS的两道次板材渐进成形有限元模型,比较单道次与两道次成形路径下零件厚度分布和等效塑性应变历史变化规律,研究了两道次成形策略对板材成形极限的影响。结果显示,与单道次成形件相比,两道次成形件变形量最大的区域离零件底部更近,在所选A、B、C3点处的等效塑性应变最大值分别减小了66.2%、81.9%和36.0%,且板材变形更加均匀,使零件最小厚度增加了16%左右,表明两道次成形路径能大幅提高板材成形极限。经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合。

两道次渐进成形表面粗糙度的预测和分析

为了研究两道次渐进成形的表面质量,采用响应面法来分析和优化两道次渐进成形的整体表面粗糙度.首先,通过Box-Behnken设计方法制定以成形角α、道次间隔角度Δα、层间距Δz和进给速度V为主要研究参数的试验计划.其次,建立了四个工艺参数与成形件表面粗糙度间的数值模型,并结合实验与方差分析(ANOVA)验证了数学模型的准确性.然后,利用数值模型探讨四个参数及其相互作用对表面粗糙度的影响情况.最终得出:层间距、道次间隔角度、成形角及进给速度对表面粗糙度的影响依次减弱.当V增加时,粗糙度值先减小再呈增加趋势;当Δz,Δα和α增加时,表面粗糙度值随之增加.此外,通过优化提出了获得最优表面质量的参数组合,并通过实验验证了这组参数组合的优越性.

局部热处理差性板提高2B06铝合金口框零件成形性的模拟研究

通过单向拉伸试验获得2B06铝合金原始O态和短时热处理板材的力学性能参数。采用有限元模拟方法模拟并验证了局部热处理差性板材在铝合金口框零件两次充液成形中的应用,分析了零件成形能力提高的机理。模拟结果表明:采用原始O态板材成形口框零件时,局部减薄严重,破裂危险区多发生在平面应变区域;合理的局部热处理方案使得板材具有软硬材料的梯度分布,显著提高了口框零件的成形能力。通过激光实验测温装置确定激光热处理的工艺参数,对涂有水基石墨热处理区域的板材进行热处理,使其成为差性板,再对差性板进行两次液压成形,验证了模拟的准确性。