熱加工工藝：AZ91D鎂合金板材的快速氣壓脹形行為研究
2022-06-15【作 者】 劉承勃;王剛;張治朋;崔令江
【前 言】
快速塑性成形(QuickPlasticforming，QPF)是由超塑氣壓脹形(SPF)發(fā)展而來的新技術(shù)[1]，我國(guó)稱之為快速氣壓脹形。QPF研究以GM公司為代表，主要研究鋁合金汽車覆蓋件的氣壓成形，GM公司為快速氣壓脹形而開發(fā)了專用合金AA5083[1]，Kulas等人繪制了AA5083的SPF和QPF成形極限圖[2]。Franetovic和Krajewski研究了潤(rùn)滑對(duì)QPF成形性的影響及成形過程中的摩擦問題[3-4]，Boissiere等研究了QPF與SPF在變形機(jī)理和斷裂機(jī)理方面的類似和差異[5]。日本本田汽車公司用QPF大批量生產(chǎn)鋁合金擋泥板、行李箱面板等汽車覆蓋件。并在合金成分、變形機(jī)理、組織熱機(jī)械處理等方面進(jìn)行了研究[6]。目前對(duì)鎂合金快速氣壓脹形研究較少。Carter等研究了AZ31鎂合金板的高溫氣壓成形特性[7]；吳泓毅等研究了氣壓加載路徑對(duì)AZ31B鎂合金快速氣壓脹形的影響[8]：李海蓮、張拓達(dá)、王剛等研究了AZ80、ZK60和AZ31鎂合金板材的快速氣壓脹形時(shí)成形性能、斷裂模式、成形極限和微觀組織演變規(guī)律，并用快速氣壓脹形技術(shù)成形了AZ31鎂合金航空儀表盤[9-11]。
本文研究擠壓一軋制AZ91D鎂合金板材的快速氣壓脹形工藝，為后續(xù)工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【結(jié) 論】
(1)半球件300 s快速氣壓脹形試驗(yàn)表明，在400℃、0.5MPa氣壓下，脹形高度最大，脹形高度可達(dá)33．0mm。在同一溫度下，隨著氣壓增大，脹形高度增高，但當(dāng)氣壓達(dá)到一定程度后破裂。在250～400℃的溫度范圍內(nèi)，溫度越高，所能達(dá)到的最大脹形高度越大，脹形時(shí)，頂點(diǎn)平均應(yīng)變速率處在10-3s-1級(jí)別。
(2)1.0mm厚的AZ91D鎂合金板材通過兩階段加載，可以在300 s內(nèi)脹形出表面質(zhì)量好，圓角符合要求的20mm高的筒形件。
(3)變形量最大的半球件頂部晶粒尺寸最小，隨著變形量的減?。Я３叽缰饾u增大，邊緣未變形處晶粒尺寸最大。
以下是正文：
