鑄造技術(shù)：正反脹形對鋁合金超塑成形件厚度的影響
2023-01-01【作 者】 蔡云;陳夫進(jìn)
超塑性是指材料在一定的內(nèi)部條件(如晶粒形狀及尺寸、相變等)和外部條件(如溫度、壓力、應(yīng)變速率等)下，呈現(xiàn)出異常低的流變抗力、異常高的流變性能(例如大的伸長率)的現(xiàn)象[1]，所以要想實現(xiàn)超塑性除了內(nèi)部條件滿足外，對外部條件壓力和速度也有要求。由于脹形是處于雙拉的應(yīng)力狀態(tài)，與單向拉伸的高伸長率相比成形極限要低的多，而且對于成形零件，成形過程中各個點的應(yīng)力狀態(tài)不同，并且隨著時間的改變而改變，導(dǎo)致壁厚均勻性差，為了獲得均勻的厚度分布，很多新方法己經(jīng)被開發(fā)出來[2-4]，改善壁厚均勻性是超塑成形研究的內(nèi)容之一。本文所用的材料是5083鋁合金，是典型超塑性合金，所以本文中的研究方法和結(jié)論具有一定的意義。
實驗所用材料是A15083，化學(xué)成分:MgO(4%~4.9%)、Mn (0.4%一1%)、Cr (0.05%一0.25)、Cu(0.1 %)、余量為Al。試驗用熱塑性成形機，將壓力機、電熱爐和供氣調(diào)制系統(tǒng)合為一體，控制裝置包括溫度和氣壓控制系統(tǒng)，壓力控制系統(tǒng)提供速度、壓力大小都可以通過閥門開關(guān)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。加熱系統(tǒng)采用自行研發(fā)的氣壓測控調(diào)節(jié)裝置能有效控制脹形過程中的氣壓輸出量，使氣壓嚴(yán)格按照目標(biāo)P-t曲線輸出，實現(xiàn)了完全自動化控制。
圖1為正反向脹形原理圖。材料首先被吹向上模，貼模后再被吹入下模中最終成形。實驗過程首先通過試脹確定頂部破裂時的最大應(yīng)變?yōu)?.2。采用恒應(yīng)變速率加載方式下模擬獲得壓力一時間曲線。
【結(jié) 論】
（1）采用MARL有限元仿真能明顯有效的改善了5083鋁合金殼體的成形性能，使其厚度分布比較均勻，獲得成形零件的厚度分布結(jié)果，模擬與實際基本相符。
（2）采用正反脹形工藝是控制成形零件壁厚均勻的有效途徑。
（3）采用正反脹形可以改善成形性能，顯著提高脹形極限高度。
以下是正文：
