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轨道交通用5083Al覆盖件的超塑成形工艺研究
| 论文题名： | 轨道交通用5083Al覆盖件的超塑成形工艺研究 |
| 关键词： | 轨道交通;工业态5083Al;门框蒙皮零件;棱线蒙皮零件;超塑成形;微观组织 |
| 摘要： | 随着我国轨道交通列车在全球范围内的蓬勃发展以及全球范围内的环境污染、能源短缺，我国对轻质铝合金轨道交通列车构件的制造技术需求迫切。超塑成形工艺可以显著提高材料变形能力，降低成形压力，实现复杂形状零件的成形；因此，使用超塑成形工艺可以制造出轻质、高强、外形美观、绿色环保的轨道交通用铝合金构件。故超塑成形工艺对轨道交通行业的可持续发展至关重要。本课题以工业态5083Al为实验材料，进行超塑成形性能研究，开发出一套成熟的超塑成形工艺，最后对门框蒙皮零件和棱线蒙皮零件进行超塑成形，并成功地在轨道交通行业中应用。 本课题首先对工业态5083Al在单向应力条件下的超塑性变形性能进行了研究。结果表明，5083Al的超塑性性能随温度的升高而增强，当温度为500℃时，超塑性性能最强；并且5083Al的超塑性性能随应变速率的减小而增强，当应变速率为1×10-3s-1时，超塑性性能最强。 本课题为了研究工业态5083Al在复杂应力条件下的超塑性变形行为，对轨道交通用5083Al进行了半球件、盒形件、棱线试验件的超塑性胀形，并对超塑性胀形后的5083Al进行了SEM、EDS、EBSD、XRD检测。通过半球件的胀形，研究了轨道交通用5083Al的成形极限和壁厚分布规律；通过盒形件研究了5083Al盒形件垂直壁高度的变化规律；通过棱线试验件研究了5083Al的小圆角填充能力；通过对5083Al的微观组织进行观测和检测，研究了超塑成形后材料的微观组织变化。结果表明，当控制温度在460℃至480℃、保压气压在1.6-2.0MPa，最有利于5083Al的超塑成形。 为了开发出完整适用的超塑成形工艺，本课题通过Catia v5对门框蒙皮零件和棱线蒙皮零件进行了模具设计，并利用Marc软件对两种零件的超塑成形过程进行了有限元模拟，优化了模具设计和工艺方案；最后，通过加工制造模具和零件的试制，进一步而完善了工艺过程，并成功试制得到合格零件。 |
| 作者： | 杨超 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 王长文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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