材料科學與工藝：AZ80鎂合金板材快速氣壓脹形工藝研究
2022-05-12【作 者】崔令江;王剛;王宏偉;張曉蕾
【前 言】
超塑性氣壓脹形( SPF) 工藝具有成形速度慢、能耗高等缺點，限制了其大規(guī)模應用，近年，國外提出了應變速率大于 10－2s－1的快速塑性成形( Quick Plastic forming，QPF ) ，KULAS 等研究了AA5083 的 SPF 和 QPF 成 形 極 限 圖［1］。 FＲANETOVIC 通過電鍍處理模具解決了 QPF 加工時模具的粘鋁問題［2］．KＲAJEWSKI 研究了潤滑對 QPF成形性的影響及成形過程中的摩擦問題［3］，文獻［4－5］研究了 QPF 與 SPF 在變形機理和斷裂機理方面的類似和差異．吳泓毅、劉守法等指出位錯蠕變將是降低氣脹成形變形時間的可能變形機制［6－7］．王剛、崔令江等發(fā)現(xiàn) AZ31 和 ZK60 鎂合金板材的快速氣壓脹形時半球件的高度直徑比均超過 0．5，且隨著壁厚減薄，晶粒組織變細［8－10］．張治朋、張建凱的研究表明，QPF 可用于鎂合金的正反向氣壓脹形和氣脹微成形中［11－12］．目前，QPF工藝成功用于成形鋁合金整體后艙門、引擎罩［13］和鎂合金行李箱蓋內面板［14］、航空儀表盤［15］等。
本文將以 AZ80 鎂合金板材為研究對象，采用半球件自由脹形實驗研究板材在不同溫度和壓強下的快速氣壓脹形能力，分析半球件和盒形件的壁厚分布規(guī)律，并對快速氣壓脹形過程的斷裂模式進行研究，以期為鎂合金的應用提供理論依據(jù)。
【摘 要】快速氣壓脹形是一種源自超塑性氣壓脹形的新成形技術,為獲得AZ80鎂合金板材的快速氣壓脹形成形性能,以擠壓-冷軋加工的AZ80鎂合金板材為研究對象,采用半球件自由脹形實驗研究了1.0 mm厚板材在250~400℃和0.4~1.6 MPa下的快速氣壓脹形能力,分析了半球件和盒形件的壁厚分布規(guī)律,并對快速氣壓脹形過程的斷裂模式進行了研究.研究結果表明,AZ80鎂合金板材在350℃下具有良好的快速氣壓脹形能力,在350℃、0.8 MPa下的脹形高度可達38 mm,高徑比達到0.95,并得到脹破高度、脹形高度與脹形時間之間的關系.在此基礎上,進行了1.2 mm厚板材的盒形件快速氣壓脹形實驗,得到高20 mm的輪廓清晰、表面質量良好的脹形件。
【結 論】
1) 快速氣壓脹形時，半球件脹形高度與變形溫度和變形氣壓有關; 溫度越高，脹形所需的氣壓越低; 在成形極限內，脹形氣壓越大，脹形高度越大。AZ80 板材的最佳脹形溫度為 350 ℃，在0．8 MPa下恒壓脹形 300 s 可獲得 38 mm 的最大脹形高度。
2) 在相同溫度、相同氣壓下脹形，半球件的脹形高度隨著脹形時間的增加而增加，二者之間呈冪指數(shù)的關系。
3) 采用 1．2 mm 厚的板材在 350 ℃ 下脹形300 s 可脹形成功高度達 20 mm 以上的盒形件。
4) AZ80 鎂合金氣壓脹形時的斷裂為韌性斷裂。
以下是正文：
