鍛壓技術(shù)：5052鋁鎂合金板材脹形性能研究及數(shù)值模擬
2022-03-29【作 者】郭瑞東;薛松;鄧愛林;劉稆
【引 言】
隨著節(jié)能環(huán)保時(shí)代的來臨，汽車制造業(yè)和建筑行業(yè)對(duì)所需材料提出了更高要求。在滿足使用要求的前提下，汽車輕量化和建筑板材輕量化已成為發(fā)展的一個(gè)基本目標(biāo)。由于鋁合金具有低密度、比強(qiáng)度高、良好的耐腐蝕性、良好的成形加工性能和導(dǎo)熱導(dǎo)電性等特性，因此，被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)和汽車制造業(yè)［2 － 4］。鋁合金是 20 世紀(jì) 80 年代興起的一種新型合金材料，目前，已經(jīng)發(fā)展到具有 8 個(gè)系列的新型合金材料。其中 5 系列的 5052 鋁合金屬于Al-Mg系合金，Mg 元素在合金中起強(qiáng)化作用，這種合金能獲得較明顯的應(yīng)變強(qiáng)化［5］。5052 鋁鎂合金在建筑行業(yè)和汽車行業(yè)的使用占很大比例，是汽車輕量化和建筑輕量化的重要組成部分。
對(duì)于金屬板材，沖壓成形是常用的加工成形方法，它是利用金屬材料具有的塑性變形能力，在外力作用下使金屬板材發(fā)生塑性變形或者從原始產(chǎn)品上分離出來，最后得到滿足要求的形狀和尺寸的加工方法。而合理的沖壓工藝方案需要根據(jù)板材在不同條件下的塑性變形性能來制定。板料脹形性能體現(xiàn)出金屬材料塑性性能的優(yōu)越，而材料的脹形性能通常采用杯突試驗(yàn)來測定。同時(shí)，金屬板材杯突試驗(yàn)是測定金屬板材成形性能的重要方法之一，因此，可以通過測得的杯突值大小來衡量材料的成形性能。陳琳等［6］研究了變形速度對(duì) 5182 鋁合金成形性能的影響，發(fā)現(xiàn)在室溫下杯突值隨變形速度的增加而增大。
本文在采用鋼板脹形性能研究的方法的基礎(chǔ)上，還增加了不同潤滑條件對(duì)杯突值影響的數(shù)值模擬，通過改變不同條件下試驗(yàn)參數(shù)來研究對(duì) 5052 鋁合金杯突值產(chǎn)生的影響，得到該板材在不同條件下的脹形性能的優(yōu)越性，為企業(yè)合理規(guī)劃沖壓方案以充分利用板材最優(yōu)成形性能提供參考依據(jù)，同時(shí)，為制造業(yè)和建筑行業(yè)在板材選擇和購買過程中提供指導(dǎo)意義。
【結(jié) 論】
（1）在 5 ～ 15 kN 范圍內(nèi)，隨著壓邊力的增大，板料的杯突值增大，即板料的脹形性能更好，當(dāng)壓邊力大于 15 kN 時(shí)，隨著壓邊力的增大，杯突值減小。
（2）在規(guī)定的杯突試驗(yàn)速度范圍內(nèi)，隨著沖壓速度的增大，該材料的杯突 IE 值呈增大趨勢，表明該板料的脹形極限隨變形速度的增大而增大。
（3）潤滑條件對(duì)杯突值的影響明顯，選用不同的潤滑方式板料能夠達(dá)到的脹形極限不同，選用摩擦系數(shù)小的潤滑條件，板料的 IE 值越大，能夠提高材料的脹形性能。
( 4) 模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的開裂位置基本一致，進(jìn)一步為該鋁合金成形工藝研究分析提供了參考。
以下是正文：
