大口径AZ31镁合金管材宽展分流挤压工艺仿真研究

宽展分流挤压工艺(SDEP)是宽展挤压和分流挤压有机结合的新挤压工艺。它可以利用小吨位设备挤压大口径管材。使用DEFORM-3D有限元软件对大口径AZ31镁合金圆管宽展分流挤压(宽展比率α=2.54)过程中的挤压力、挤压温度以及焊合压力变化规律进行了仿真。结果表明:宽展分流挤压AZ31镁合金圆管(外径360 mm,壁厚10 mm)的挤压力为22.7 MN,比普通分流挤压的挤压力降低28%;AZ31镁合金管材(外径360 mm,壁厚10 mm)宽展分流挤压过程中焊合压力达到了225 MPa,宽展分流挤压的金属材料焊合质量良好。

挤压温度对网球拍用AZ31镁合金管材耐蚀耐磨性能的影响

采用不同的挤压温度进行了网球拍用AZ31镁合金管材的挤压成形,并进行了腐蚀试验和磨损试验。结果表明:随挤压温度从225℃提高至350℃,AZ31镁合金管材的耐蚀和耐磨损性能均先提高后下降。网球拍用AZ31镁合金管材的挤压温度优选为325℃。

轧制速度对AZ31镁合金管材冷轧成形的影响

轧制速度是三辊式冷轧成形过程中关键的工艺参数,决定其力学特征及温升情况。基于此,以冷轧AZ31镁合金管材为研究对象,通过全流程数值仿真计算,对比分析不同轧制速度在各特征变形段对等效应力、等效塑性应变及节点温度的影响规律。结果表明,等效应力、等效塑性应变及节点温度均随轧制速度的增大而增大。通过元胞自动机模型及实验等手段,探明了晶粒在轧制过程中产生连续再结晶并细化的初步组织演变规律;对比分析实验与模拟结果并结合多方面因素,得到800 mm/s的轧制速度可以更好的满足工艺要求的结果,为冷轧镁合金管材轧制速度的选择提供依据。

压下率对AZ31B镁合金管材纵连轧力能参数的影响

基于Deform-3D有限元软件建立了AZ31B镁合金管材纵连轧有限元模型,模拟分析了压下率对轧制力及轧制力矩的影响规律,同时通过试验验证了模型可靠性。结果表明:镁合金管材在稳定区的纵连轧轧制力、轧制力矩均与压下率呈正相关;第二机架所受轧制力在管材被抛出第一机架时明显增大,当压下率为20%及30%时,第三机架所受轧制力矩较第二机架大。

客车镁合金管材电阻加热弯曲工艺

在分析了镁合金管材弯曲成形技术特点和管材电阻加热弯曲成形原理的基础上,选择AZ31B镁合金管材进行大量的工艺试验和研究。结果表明,电阻加热法适用于镁合金管材的弯曲成形加工;加热温度控制在220℃,加热结束后即可一次性弯曲成形。

镁合金管材大曲率无芯弯曲损伤及壁厚变化研究

基于管材弯曲成形机理及Johnson-Cook损伤理论,利用Deform-3D有限元方法分析了AZ31B镁合金管材大曲率无芯弯曲初始弯曲温度、助推速度及助推形式对损伤及管材壁厚变化影响。结果表明:当助推模和压力模对管材施加的作用一定时,初始弯曲温度过低或过高均不利于镁合金管材弯曲成形,最佳初始弯曲温度为350℃,在最佳初始弯曲温度条件下,当助推模与压力模同步运动时,仅能改善一侧壁厚变化程度,无法同时改善弯管整体壁厚变化,内外侧壁厚不均匀度较大;当助推模与压力模不同步时,通过合理匹配助推模与压力模二者之间的轴向速度来改变镁合金管材在进给阶段轴向拉伸或压缩变形程度,使得内外侧壁厚均匀度达到较理想效果;当外助推模和压力模同步,内助推模和以上二者等速反向运动时,内外侧壁厚均匀度最佳,获得综合性能良好的镁合金管材弯曲成形质量。