镁合金锥壳体内环筋挤压成形工艺参数研究

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1、镁合金锥壳体内环筋挤压成形工艺参数研究摘要整体化、轻量化是目前航空航天、武器装备发展的必然趋势，镁合金是最佳选材之一，添加稀土的镁合金力学性能大大提高，是目前武器装备结构件的理想选材。带内环筋锥壳体结构件又是实现整体化、轻量化的典型结构。所以研究镁合金带内环筋锥壳体具有重要研究意义。目前此类结构件常采用铸造、旋压工艺来成形，但成形产品夹杂严重，力学性能低下，存在些许不可避免的缺陷。挤旋新工艺对内环筋筒形件成形研究也有一些进展，但只适用于薄壁、直径小、浅筋类构件的成形，难以满足现代武器装备的发展和高强复杂环境的使用要求。首先

2、，本文针对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr镁合金环内筋锥形件展开研究，借助热模拟压缩实验，得出在温度为300-480℃，应变速率为0.001-0.5s-1下的真应力-真应变曲线，研究了不同变形参数条件下的金属流变行为。通过Fields–Backofen(FB)的修正模型，建立了镁合金的唯象本构方程。在动态材料模型的基础上，构建了Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr镁合金的二维热加工图，为后期的数值模拟提供了强有力的依据。其次，提出通过斜楔加载、径向挤压成形环筋的成形方法。以成形温度、挤压速度、分瓣凸模圆角半径为

3、因素，成形载荷和变形均匀性为目标，通过虚拟正交试验对不同的因素水平成形过程进行数值模拟，对模拟结果进行极差分析，得出最佳参数组合，以及各因素对成形载荷的应变的影响主次关系。并对最优参数组合下的试验结果进行成形载荷、等效应变、金属流动的分析。最后，在模拟的最优组合参数下，进行实验试制。试制出了符合使用要求的带环筋镁合金锥形件，为武器装备整体化、轻量化提供来了有力的支撑。关键词：镁合金、环内筋、塑性成形、正交试验Theprocessparameterstudiesoftheformingprocessformagnesiuma

4、lloyconicalpartsinnerringribsAbstractIntegrationandlightweightweaponryistheinevitabletrendofdevelopment,andthemagnesiumalloyisoneofthebestselections.Theadditionofrareearthimprovesthemechanicalpropertiesofmagnesiumalloy.Alsoitisatypicalrealizationofintegration,ligh

5、tweight.SotheresearchofMagnesiumalloyconeshellwithinnerribsisagreatsignificance.Currently,themethodsofformingsuchpartsarestilldominatedbymechanicalprocessingandcasting.Buttheproductmixedseriously,andpoormechanicalpropertiesareinevitable.Thenewtechnologyofmagnesium

6、alloycylindricalmemberhassomeprogressalso,butonlyforformingthin-walled,smalldiameter,shallowribsclassmembers.Itisdifficulttomeettherequirementsofthedevelopmentofmodernweaponry.Firstly,thisarticleisaimingattheresearchofthewholeplasticdeformationofMg-13Gd-4Y-2Zn-0.6

7、Zrmagnesiumalloyinnertendonshell.Withthermalsimulationcompressiontest,westudiedthebehaviorofmetalsunderdifferentdeformationparameters.Intheexperiment,thetemperatureis300°Cto480°C,andthestrainrateis0.001~0.5s-1.Then,weestablishedtheconstitutiveequationofmagnesiumal

8、loybyFields-Backofen(FB)correctionmodel,andestablishedthethermalprocessing’sX-YschemeofMg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zrbythedynamicmaterialmodel,whichhasimportantsi