az31镁合金薄壁管材挤压成形工艺研究

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1、中北大学学位论文AZ31镁合金薄壁管材挤压成形工艺研究摘要本文以AZ31镁合金挤压薄壁管材为研究对象，讨论了模具结构、工艺参数对挤压过程的影响，并分析了挤压比对试制管材力学性能和显微组织的影响。通过对管材不同挤压成形方法的分析，结合镁合金的热变形特点，确定选用了等温正挤压全润滑的成形方法。应用Msc／superform有限元模拟软件，对镁合金薄壁管材的挤压成形过程进行模拟。讨论了凹模锥角、挤压温度、挤压速度、摩擦条件及挤压比对变形中等效应力、等效应变和挤压力的影响，确定出了合理的变形工艺参数和模具

2、结构。模拟结果显示，凹模最佳锥角为45。、挤压温度为380℃、挤压速度为0．1姗／s和摩擦系数为0．1的条件下具有较小挤压力、合理的等效应变、等效应力分布，有利于该零件成形．在对数值模拟结果进行分析的基础上，制订了镁合金薄壁管材的挤压成形工艺，并进行了模具设计，在模具结构设计方面着重考虑了壁厚差的控制问题．在以上研究工作的基础上，对AZ31镁合金挤压薄壁管材进行了试制，获得了尺寸精度高、粗糙度小、壁厚差小的管材；并对组织和性能进行了测试分析，由结果可知，管材组织细密，抗拉强度和延伸率明显提高，有强

3、的承压能力。本文验证了数值模拟和物理实验结果的正确性以及该工艺成形镁合金薄壁管材的可行性。关键词：AZ31镁合金，薄壁管材，数值模拟，组织与性能中北大学学位论文TheStudyonThin—州aIITubeExtrusionFormingTechnoIogyofMagnesiumAIIoyAZ31AbstractThethin-wallextrudedtubeofmagnesiumalloyAZ31isselectedasresearchobjectinthis掣lpeI．Theinfluence

4、ofthestructureofthemoldandtheprocessparametersontheextrusioncourseisdiscussedandinfluenceofextn瞎ionratioonthemechanicalpropertiesoftubeandmicrostructureisalsoanalyzed．Accordingtoanalysesthedifferentextrusionformingmethods，theformingmethodofisothermalf

5、orwardextrusionfulllubticationisdefmedwithhotdeformationbehaviorsofmagnesiumalloy．Ticextrusion∞ulscofthin-wallextrudedtubeofmagnesiumalloyissimulatedbyusingthenumericalsimulationoffiniteelementmethod(FEhD．Theconeangle,extrusiontemperature，extrudingvel

6、ocity,frictionconditionsandextrusionratioarediscussedwhichimpactequivalentstIess,equivalentSll-'dillandextrusionforceanddeterminingthereasonableprocessparmetersandthestructureofthemold．Thesimulationresultsshowthattherelativelysmallextrusionforce,reaso

7、nabledistributionofequivalentstrainandequivalentstress啪begetwhentheconeangle45。，extrusiontemperature380"C，extrudingvelocity0．1mm／sandfl'ictloncoefficient0．1，whichbenefitforming．Theformingprocessofthin-wallextrudedtubeofmagnesiumalloyisestablishedbased

8、onanal)，zingtheresultsofnumericalsimulationanddesigningmould．Emphasisisputonthecontrolofwallthicknessdifferenceindesigningthestructureofthemold．Basedonaboveresearch,thetubewithprecisesize，lowroughnessandlittlewallthicknessdifferenceisreceivedd