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AZ80镁合金多层壳体零件反挤压成形工艺研究

作　者: 潘雪新
导　师: 安玉良
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: AZ80镁合金多层壳体反挤压微观组织演变
分类号: TG379
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

镁及镁合金具有比重轻,比刚度高,阻尼性、切削加工性及导热性好,电磁屏蔽能力强,易于回收等一系列优点,受到人们的极大关注,被誉为“21世纪的绿色工程结构材料”。本文完成了以下主要研究工作：1,通过分析AZ80镁合金多层壳体零件结构和形状特征,确定了成形工艺,并计算了挤压力,确定了挤压方式和挤压设备,并制定了挤压方案。2.利用有限元软件对成形过程进行了数值模拟分析,研究了坯料温度、摩擦系数、挤压速率工艺参数对变形的影响,得到工艺参数对挤压成形力、应力、应变的影响规律,优化了挤压模具和挤压实验参数。3.研制了挤压实验模具,在实验室成功挤压出AZ80镁合金多层壳体零件,并分析了挤压工艺参数对成形件质量及微观组织的影响规律。结果表明,坯料直径越小,挤压时不容易对中,成形时容易偏心；当模具温度相同时,零件的性能随着坯料温度的升高呈现先升高后降低的规律。当坯料温度相同时,模具温度越高,成形后零件的性能越好。4.对AZ80镁合金多层壳体零件进行了固溶和时效处理。结果表明：固溶处理能够提高模具和坯料温度较低的工艺参数下的零件的抗拉强度和伸长率；而对于挤压温度较高的多层壳体零件,反而降低材料的抗拉强度和伸长率；时效时间对零件力学性能影响较大,随着时效时间的延长,β-Mg17A112相的数量逐渐增加,且连续析出相的比例逐渐增多,导致合金的抗拉强度逐渐升高,延伸率明显降低。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-13
第1章绪论  13-24
  1.1 镁合金概况  13-15
    1.1.1 金属镁的基本性质  13-14
    1.1.2 镁合金的分类  14-15
  1.2 变形镁合金性能及发展现状  15-16
    1.2.1 变形镁合金性能  15
    1.2.2 变形镁合金应用  15-16
  1.3 热挤压成形工艺  16-19
    1.3.1 挤压成形工艺  16-17
    1.3.2 镁合金热挤压成形工艺  17-19
  1.4 有限元在塑性加工中的应用  19-20
  1.5 镁合金的强化  20-22
    1.5.1 固溶强化  20-21
    1.5.2 第二相强化  21
    1.5.3 晶界强化  21-22
  1.6 课题研究的意义及内容  22-24
    1.6.1 课题研究的意义  22
    1.6.2 课题研究的内容  22-24
第2章成形工艺分析  24-31
  2.1 零件及成形方式分析  24-25
    2.1.1 零件分析  24-25
    2.1.2 零件成形方式  25
  2.2 拟定工艺方案  25-27
  2.3 艺参数的初步拟定  27-30
    2.3.1 下料尺寸的计算  27
    2.3.2 成形力的理论计算  27-29
    2.3.3 挤压温度  29-30
    2.3.4 挤压速度  30
    2.3.5 润滑剂的选择  30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 AZ80镁合金多层壳体零件反挤压成形数值模拟  31-44
  3.1 模拟软件介绍  31-35
    3.1.1 模拟工具MSC.Marc软件介绍  31-32
    3.1.2 几何模形的建立  32
    3.1.3 前处理设定  32-35
  3.2 挤压成形模拟结果分析  35-38
    3.2.1 壳体零件挤压过程的网格变化  35-36
    3.2.2 壳体零件挤压过程中应力的分布  36-37
    3.2.3 壳体零件挤压过程中应变分布  37-38
  3.3 挤压速度对挤压过程的影响  38-40
    3.3.1 挤压速度对壳体应力的影响  38-39
    3.3.2 挤压速度对壳体零件应变的影响  39
    3.3.3 挤压速度对成形力的影响  39-40
  3.4 摩擦系数对挤压过程的影响  40-42
    3.4.1 摩擦系数对等效应力的影响  41
    3.4.2 摩擦系数对成形力的影响  41-42
  3.5 坯料温度对挤压过程的影响  42-43
  3.6 本章小结  43-44
第4章 AZ80镁合金多层壳体零件反挤压实验研究  44-62
  4.1 挤压模具研制  44-46
    4.1.1 模具材料的选择  44
    4.1.2 模具设计与装配  44-46
  4.2 实验设备  46-48
    4.2.1 挤压实验  46
    4.2.2 金相实验  46-47
    4.2.3 拉伸实验  47-48
    4.2.4 扫描电镜分析  48
  4.3 挤压方案及实验试制  48-50
    4.3.1 挤压方案  48-49
    4.3.2 试制结果  49-50
  4.4 坯料直径对成形性的影响  50-52
  4.5 坯料温度对零件性能的影响  52-57
    4.5.1 坯料温度对零件的表面质量的影响  52
    4.5.2 坯料温度对成形零件的显微组织的影响  52-55
    4.5.3 坯料温度对成形零件的力学性能的影响  55-56
    4.5.4 不同坯料温度下成形零件的断口形貌及分析  56-57
  4.6 模具温度对零件性能的影响  57-61
    4.6.1 模具温度对零件的表面质量的影响  57-58
    4.6.2 模具温度对成形零件的显微组织的影响  58-59
    4.6.3 模具温度对成形零件的力学性能的影响  59-60
    4.6.4 不同模具温度下成形零件的断口形貌及分析  60-61
  4.7 本章小结  61-62
第5章 AZ80镁合金多层壳体零件热处理  62-75
  5.1 固溶处理对AZ80镁合金多层壳体零件组织及力学性能影响  62-65
    5.1.1 固溶处理的影响  62
    5.1.2 不同挤压参数对固溶处理的影响  62-64
    5.1.3 固溶处理对合金力学性能的影响  64
    5.1.4 对固溶态拉伸断口形貌分析  64-65
  5.2 时效对AZ80镁合金多层壳体零件组织及力学性能的影响  65-73
    5.2.1 时效处理工艺参数  65-66
    5.2.2 时效处理对AZ80镁合金组织的影响  66-68
    5.2.3 时效处理对AZ80镁合金力学性能的影响  68-71
    5.2.4 时效后拉伸断口形貌分析  71-73
  5.3 本章小结  73-75
结论  75-77
参考文献  77-83
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  83-84
致谢  84

AZ80镁合金多层壳体零件反挤压成形工艺研究

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