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一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件摆辗成形技术研究
| 论文题名： | 一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件摆辗成形技术研究 |
| 关键词： | Al-Zn-Mg-Cu合金;汽车覆盖件;摆动辗压;塑性变形;往复挤压 |
| 摘要： | Al-Zn-Mg-Cu合金由于其轻质、高比强度、抗腐蚀性能好、易成形和可焊接等优点，越来越受到航空航天、国防军工、武器装备等领域专家学者和技术人员的青睐，其在国防领域的成功应用同样引起了汽车等民用工业行业的广泛关注，越来越多的汽车覆盖件及整车框架已逐步开始试用这类铝合金。 摆动辗压工艺是通过连续局部塑性变形来使工件获得所需形状尺寸的回转成形加工工艺，适用于薄盘类和法兰类零件的成形。它具有省力、节材、冲击振动噪声小、产品精度高、投资少等诸多技术及经济方面的优点，在车辆、机械、电器仪表及轻工五金业得到了快速发展和广泛的应用。 本文结合摆动辗压成形工艺，对新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件成形进行探究。首先，利用Deform-3D软件对该类杯形件三种成形方案进行数值模拟，结果表明:该类杯形件摆辗成形载荷分别是挤压成形和压扭成形的1/4和2/5，省力效果非常明显。同时，对杯形件摆辗成形的成形过程、等效应变场分布、金属流动、成形截面网格变化及变形区分布、损伤场进行分析，结果表明:杯形件摆辗成形主要分为三个阶段，等效应变呈M型梯度变化，杯形件摆辗成形损伤值相对较小，成形效果好。随后，研究不同坯料高径比及始辗温度对成形效果的影响，结果显示:最佳坯料高径比为1.0，始辗温度390℃。在数值模拟基础上，进行不同坯料高径比及工艺的物理实验，结果显示:杯形件摆辗成形无论从晶粒尺寸还是力学性能上均优于挤压及压扭成形。最后，结合摆辗杯形件存在问题，提出了往复挤压工艺制坯方案，结果显示:经往复挤压后的材料塑性显著提升，组织及力学性能也得到较大优化。 本文通过一系列研究，成功试制出符合成形要求的杯形件，同时结合实际问题，提出往复挤压制坯工艺，为后续该类材料杯形件更大批量的制造及更高服役条件的需求打下坚实的理论和实践基础。 |
| 作者： | 董力源 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 薛克敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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