镁合金AZ31薄壁盒形件温热成形研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 任丽梅 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 张士宏 |
| 关键词 | 镁合金 成形性能 盒形件 温热拉深 差温拉深 充液拉深 |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 镁合金是实际工程应用中最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、电磁屏蔽性能佳、导热性和减震性强以及易于回收等优点。由于镁合金在常温下的塑性变形能力很差，变形镁合金产品的应用受到了严重的限制。因此，研究镁合金板材温热成形机理，掌握各种工艺参数对镁合金板材温热成形的影响规律，进而研究和开发先进的温热成形工艺，对促进镁合金电子产品的系列化与产业化、扩展镁合金板类件的工业应用具有重要意义，而且对于加快将我国的镁资源优势转化为产业优势和经济优势具有重要的战略意义。 本文以形状复杂程度不同的、在成形机理上具有典型意义的实际电子产品外壳零件作为研究对象，采用理论分析、数值模拟和工艺实验相结合的方法，系统地研究了镁合金AZ31板材的温热成形——包括温热拉深、差温拉深和温热充液拉深三种成形工艺。 以某型号MP3外壳零件为研究对象，进行镁合金温热拉深模具设计，对镁合金盒形件的温热拉深工艺进行数值模拟和实验研究，分析了成形温度、成形速度、坯料形状和摩擦润滑情况等对镁合金板材成形的影响。结果表明，对于厚度为0.7mm的镁合金薄板，在180-250℃温度范围内成形效果较好，拉深件深度随温度升高而增加，当成形温度高于250℃时，拉深件深度呈下降趋势。在相同的成形温度下，较低拉深速度的成形件壁厚分布更均匀，拉深速度为6mm/min时，成形件壁厚分布于0.61-0.92mm；拉深速度为 60mm/min时，成形件壁厚分布于0.57-1.07mm。镁合金AZ31盒形件温热拉深成形中，采用矩形切角坯料有利于成形，能够促进材料的均匀流动，有效减轻角部减薄，降低发生破裂的可能性，使成形件壁厚分布更均匀。 基于以上研究结果，提出镁合金盒形件倒装差温拉深技术，采用该技术通过合理控制坯料上温度区域化分布，可以提高镁合金盒形件变形均匀性，降低材料的减薄率。在成形温度为230℃，成形速度为120mm/min时，普通温热拉深件的最大减薄率大于17.2%，发生破裂；同样条件下差温拉深件的最大减薄率低于15.2%，可以拉深出良好制件。研究表明，在成形温度高于200℃时，采用差温拉深工艺可以有效地提高板材成形能力，同时应确保坯料中心温度在140-150℃，可以避免冷却过度导致板料塑性降低发生破裂，从而充分发挥差温拉深技术的优势。 研究和开发了镁合金板材温热充液拉深工艺，确定了采用该技术成形具有阶梯结构的手机外壳和具有局部大变形结构的数码相机外壳的工艺参数范围，并以凸模速度12-60mm/min，在成形温度170-190℃实现了对这两种复杂盒形件的成形。对于典型复杂盒形件——镁合金数码相机外壳，采用分阶段渐变液压加载技术，在最高液压载荷为12MPa时成功加工出表面质量好、无破裂无底皱的镁合金制件，实现采用温热充液拉深技术成形复杂结构的镁合金薄壁壳形件。 基于镁合金手机外壳温热充液拉深工艺研究，研制了一套镁合金手机壳冲压成形实验装置，其分块式组合拉深凹模可以促进坯料与凸模底部贴模，在一定程度上起到了液压成形中液压载荷的作用，该成形方法及装置已获国家发明专利。基于镁合金数码相机外壳温热充液拉深工艺研究，研制了一套具有可动凸模的、实现镁合金数码相机及类似产品外壳液压成形的装置，该成形装置已获国家专利。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 140 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17039]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 任丽梅. 镁合金AZ31薄壁盒形件温热成形研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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