中國有色金屬學(xué)報：AZ31/AA5083雙金屬筒形件氣壓脹形-冷縮結(jié)合工藝
2022-04-16【作 者】王剛;孔得紅;謝允聰;程濤;王文娟
隨著人們節(jié)能意識 、環(huán)保意識的增 強(qiáng)，鋁、鎂合金等輕質(zhì)高強(qiáng)材料逐漸受到各國的高度重視 ，成為實(shí)現(xiàn)輕量化、降低能耗和減少污染的重要材料 。鋁、鎂合金應(yīng)用 的交叉性和廣泛性 ，使 探究鋁／鎂合金復(fù)合結(jié)構(gòu)的成形與結(jié)合方法成為必要課題 。
目前，鎂／鋁合金復(fù)合材料或復(fù)合結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方法主要有 軋制 、擴(kuò)散焊接和爆炸焊接 、拉深和擠壓等方法 ，軋制可以方便的生產(chǎn)大尺寸的結(jié)合強(qiáng)度較高的復(fù)合板 ，但不宜生產(chǎn)厚度小的復(fù)合板【1】；焊接獲得的焊接接頭性能良好 ，但鎂／鋁異種合金焊接 易形成金屬 間化合物 ， 引發(fā)熱裂 紋，嚴(yán)重影 響構(gòu)件的質(zhì)量【2】；楊 琳等【3】研究熱拉深成形鎂／鋁合金復(fù)合結(jié)構(gòu)的技術(shù)，但其不能成形形狀復(fù)雜的空心件 ，也未考慮兩種合金之間的結(jié)合情況 。池成忠 等【4-5】研 究 5052／AZ31／5052鎂鋁復(fù)合板在 170和 230℃時 的成形極限曲線 ，分析了脹形試樣破裂處 的斷 口形貌及脹形過程界面擴(kuò)散行為 ，并進(jìn)行 了不 同成形條件下的熱拉深試驗(yàn) ，研究了成形溫度、 凸模溫度 、拉深速度和凹模圓角半徑對板料成形性能的影響 。
超塑性氣壓脹形己廣泛應(yīng)用于鎂合金 、銅合金、鋁合金 、鈦合金和高溫合金等板殼件的成形中【8】，本文作者針對 AZ31／AA5083雙金屬復(fù)合筒形件氣壓脹形一冷縮結(jié)合工藝進(jìn)行探索 ，研究鎂／鋁雙金屬板同步氣壓脹形變形規(guī)律 。
【摘 要】通過氣壓脹形實(shí)驗(yàn)研究AZ31/AA5083雙金屬筒形件氣壓脹形-冷縮結(jié)合工藝的基本成形規(guī)律。結(jié)果表明:雙金屬筒形件的適宜成形溫度為450℃左右,雙金屬筒形件因兩種金屬熱膨脹系數(shù)不同而收縮不同,在筒間形成過盈配合,筒間殘余接觸應(yīng)力取決于雙金屬收縮量的差異,計算出筒間殘余接觸應(yīng)力為2.96 MPa,接觸應(yīng)力過大會導(dǎo)致底部失穩(wěn)凸起;同時,給出筒底凸起失穩(wěn)發(fā)生的判據(jù)。降低成形溫度、增大筒底圓角半徑和保壓冷卻等能夠防止內(nèi)層筒筒底失穩(wěn);內(nèi)外層筒形件壁厚不均勻,底部圓角處減薄率達(dá)到80%,最易發(fā)生破裂;加載路徑對壁厚分布幾乎沒有影響。
以下是正文：
