鎂合金板料摩擦熱漸進成形機理及技術研究

《鎂合金板料摩擦熱漸進成形機理及技術研究》是依託南昌大學，由周六如擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鎂合金板料摩擦熱漸進成形機理及技術研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：周六如
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

針對鎂合金室溫下成形性能差的問題，在目前利用額外熱源加熱的熱漸進成形鎂合金等板料零件製造取得的成果基礎上，圍繞我國航空航天、汽車和家電等新產品的製造需求，提出利用旋轉成形工具與板料產生摩擦熱來局部加熱鎂合金坯料而製造鎂合金零件的新技術。通過理論分析、實驗研究和數值模擬等方法，研究摩擦熱產生原理，摩擦熱條件下的鎂合金板料塑性流動行為及本構模型，板料與成形工具間的潤滑，板料漸進成形控制，成形組織分析以及漸進成形過程數值模擬及工藝最佳化，揭示摩擦熱條件下材料塑性流動規律，闡明溫度場和力場耦合作用下的塑性變形微觀組織變化和缺陷演變規律，揭示多場耦合作用對塑性變形機制的影響，建立基於誤差補償反饋的零件外形調控方法。為我國航空航天、汽車、家電、通訊等產業中的鎂合金等輕合金板料零件的高性能、高效率和高品質製造提供核心技術，完善並建立鎂合金等板料零件摩擦熱漸進成形製造技術的理論體系，取得原創性的研究成果。

結題摘要

目前一般採用額外加熱來解決鎂合金室溫成形性能差的問題，但是需要增加隔熱和冷卻系統，設備複雜、成本高。為此，提出利用摩擦熱進行板料漸進成形的新方法。它能實現載入、加熱及成形一體化。通過理論分析、實驗研究和數值模擬等方法，研究了摩擦熱漸進成形系統和理論，材料塑性流動行為、本構模型及成形極限，成形模具與板料間的摩擦熱產生規律及潤滑方法，起皺、破裂和回彈等成形缺陷的機理，板料漸進成形影響因素和過程控制，以及板料漸進成形過程數值模擬及工藝最佳化，揭示了摩擦熱條件下材料塑性流動規律，闡明了摩擦熱作用下的應力、應變分布規律和成形極限規律，揭示了多場耦合作用對塑性變形機制的影響，闡明溫度場和力場耦合作用下的微觀組織和缺陷演變規律，建立摩擦熱漸進成形理論和方法。 研究結果表明成形工具轉速越高產生的摩擦熱溫度就越大，材料的成形能力顯著增長，但是溫度太高由於產生攪拌而不能成形。因此，通過工具旋轉所產生的摩擦熱使材料成形性能提高。在一定的旋轉速度、進給速度和壓下量條件下，AZ31B 鎂合金薄板可以實現單點漸進成形，為解決鎂合金室溫難成形問題提供了一種新方法。漸進成形是加工硬化、靜態再結晶和動態再結晶的複雜過程，微觀組織由粗細不一混合晶粒組成，決定於板料的成形溫度和成形時間。 對掌握鎂合金板料成形規律，完善鎂合金板料成形理論，滿足鎂合金板料零件大批量生產需要等有重要意義。