镁合金轮毂的挤压工艺及数值模拟分析

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1、摘要论文题目：镁合金轮毂的挤压工艺及数值模拟分析专业：材料加工工程研究生：孙付涛指导教师：陈拂晓教授摘　要镁合金是目前实际应用中最轻的结构材料之一。在汽车上使用镁合金轮毂能够降低油耗，增加汽车行驶中的平稳性和舒适性。采用挤压工艺生产镁合金轮毂是一种新型工艺，有生产率高，工序简单，成形件力学性能好等优点。但是镁合金低温塑性差，高温下易氧化，对成形速率敏感，因此需要确定合理的工艺及成形参数。本课题主要研究了镁合金汽车轮毂的挤压成形工艺并对其挤压过程进行了数值模拟。首先研究了铸态AZ31B镁合金的热压缩变形规律，分析

2、了变形温度，应变速率及变形量对AZ31B镁合金热压缩流变应力及镁合金显微组织的影响。AZ31B合金在温度一定的情况下，流变应力随着应变速率的增加而增加，在应变约为0.2时达到峰值，随后由于动态回复及动态再结晶的发生，应力减小逐渐减小，趋于稳态流动；应变速率一定时，流变应力随着温度的增高而降低。分析AZ31B镁合金的金相组织表明：在压缩变形过程中，降低温度及增加应变速率能够细化再结晶晶粒；增加温度、减小变形速率及增大变形量能够促进动态再结晶的发生。在实验基础上，根据镁合金轮毂特点制定了挤压成形工艺，并利用压缩实验

3、得到的数据建立镁合金材料模型，使用DEFORM-3D软件对镁合金轮毂挤压成形过程进行数值模拟，分析模拟过程中各个变形参数对挤压工艺的影响，最后根据模拟结果对轮毂挤压模具结构参数及挤压参数进行优化。关键词：镁合金，流变应力，动态再结晶，热挤压，数值模拟论文类型：应用研究I摘要Subject:ExtrusiontechnicandnumbericalsimulationofmagnesiumwheelSpecialty:MaterialprocessprojectName:SunFutaoSupervisor:Ch

4、enFuxiaoABSTRACTMagnesiumisoneofthelighteststructurematerialsinuseatpresent.Makinguseofmagnesiumonvehiclecansaveoilaswellasincreasesecurityandcomfortablenessindriving.Theextrusionmethodofmagnesiumwheelisanewtechnology,whichhasstrongpointssuchashighproduceeff

5、iciency,simpleprocedureandgoodmechanismcapabilityofwares.Butmagnesiumalloyshavepoorplasticabilityatlowtemperature,whiletheyareeasytooxiditionathightemperature.Andtheysensitivetostrainrates,too.Soitrequirestomakereasonabletechnologyandprocessparameters.Thethe

6、sismainlyhasconductedresearchontheextrusiontechnologyofmagnesiumalloywheel,thenumbericalsimulationofmagnesiumalloywheelextrusionprocesshasbeendeveloped,too.First,thetransmutationlawsduringcompressionofmagnesiumalloyhavebeenstudied.Theinfluencesonflowstressan

7、dmicrostructureoftemperature,strainrateandstrainhavebeenanalysed.Whenstrainratefixed,stresswilldeclinewhilethetemperatureincrease.Andthestressreachedapeakvaluewhenthestrainachievedabout0.2.ThestressisabouttobesteadyafterDRXandDR.Whilewhenthestrainrateswerefi

8、xed,thestressdeclinedasthetemperatureincrease.Fromthemetallographofprocessedmagesiumalloywecancancludesomeresultsasfollows:reducingtemperatureandincreasingstrainratescanrefinegrains;whileincreas