5182铝合金汽车板成形性能的研究

发布时间：2017-10-20 12:01

  本文关键词：5182铝合金汽车板成形性能的研究

  更多相关文章： 5182铝合金 极限拉深比 压边圈 应变速率 成形性能

【摘要】：5182铝合金作为轻质金属结构材料,由于具有高的比强度,良好的耐腐蚀性、焊接性以及易回收等优点已经在高级汽车车身覆盖件中得到了应用。然而,与钢板相比,5182铝合金室温成形性能较差;另外,5182铝合金在成形过程中,由于发生动态应变时效出现拉伸应变痕迹降低表面质量。因此本文研究了压边圈类型对5182铝合金室温拉深性能的影响;研究了应变速率对5182铝合金室温与200°C成形性能的影响规律;分析了5182铝合金板在变形过程中的组织变化。为制订5182铝合金薄板的冲压工艺提供理论依据,并为5182铝合金板材的表面控制提供理论基础。主要的研究内容与结果如下:(1)冷轧态5182铝合金在330°C下两小时退火后,发生了完全再结晶,但是晶粒沿RD方向略有拉长。铝合金存在典型的轧制织构:铜织构{112}111、S织构{123}634以及黄铜织构{011}112。(2)采用平面压边圈进行压边时,5182铝合金板材的LDR为1.7,制耳率为16.6%,随拉深比(DR)的增大,板料法兰变形程度也相应增大,当板料脱离平面压边圈进入凹模圆角时由于缺少压边力而导致过度的金属流动引起拉深杯形件凸缘起皱。相比之下,经曲面压边圈二次拉深,在凹模圆角处曲面压边圈能提供有效的压边力,控制金属的流动,抑制法兰失稳起皱,从而,将5182铝合金板材的LDR提高到了2.0,同时,制耳率降低到4.3%。(3)在室温条件下进行单轴拉伸,由于5182铝合金板材在低应变速率下发生动态应变时效,导致了锯齿波状的真实应力-应变曲线和拉伸应变痕迹。随应变速率提高,锯齿波振幅和频率减弱,拉伸应变痕迹消失;5182铝合金的抗拉强度随应变速率增加呈现下降趋势。在200°C时,由于动态应变时效消失,应力-应变曲线光滑;随应变速率提高,由于加工硬化作用,铝合金的抗拉强度升高,断后伸长率降低。(4)在室温条件下,5182铝合金板材的成形性能差,Erichsen杯突值较低,最小为7.8mm。由于板材在低应变速率下发生动态应变时效,提高了铝合金的强度,降低了成形性能,导致Erichsen杯突值随成形速度的增大而增大,最大为8.4mm。当成形温度提高到200°C时,5182铝合金板材发生较为明显的动态回复软化作用,改善其成形性能,Erichsen杯突值增大,最高达到10.5mm,相比于室温,提高了34.6%。由于动态应变时效消失,在加工硬化的主导作用下,Erichsen杯突值随成形速度的增大而降低。
【关键词】：5182铝合金 极限拉深比 压边圈 应变速率 成形性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 引言8-9
• 1.2 铝及铝合金的简介9-10
• 1.2.1 铝的一般特性9
• 1.2.2 铝合金的分类9-10
• 1.3 铝合金在汽车轻量化上的应用10-13
• 1.3.1 汽车用铝合金板材的深冲性能11-12
• 1.3.2 5系铝合金在汽车上的应用12-13
• 1.4 压边圈对板材拉深性能的影响13-16
• 1.5 应变速率对铝合金板材性能的影响16-18
• 1.6 本课题的研究目的、意义与内容18-19
• 1.6.1 本课题的研究目的与意义18
• 1.6.2 本课题的研究内容18-19
• 2 实验材料与方法19-30
• 2.1 实验材料19
• 2.2 微观组织分析19-20
• 2.2.1 金相显微组织分析19
• 2.2.2 X射线衍射分析(XRD)19-20
• 2.3 力学性能测试20-24
• 2.3.1 拉伸实验20-21
• 2.3.2 数据处理21-24
• 2.4 成形性能24-30
• 2.4.1 埃里克森(Erichsen)杯突试验24-25
• 2.4.2 极限拉深比(LDR)测试25-26
• 2.4.3 成形极限图(FLD)测试26-30
• 3 压边圈类型对5182铝合金板材室温拉深性能的影响30-44
• 3.1 实验材料30-31
• 3.2 5182铝合金板材的力学性能31-33
• 3.3 5182铝合金板材室温成形性能33-36
• 3.3.1 Erichsen杯突值33-34
• 3.3.2 成形极限图34-36
• 3.4 压边圈对5182铝合金板材拉深性能的影响36-43
• 3.4.1 拉深模具36-37
• 3.4.2 压边圈对极限拉深比(LDR)的影响37-38
• 3.4.3 压边圈对厚向应变的影响38-40
• 3.4.4 拉深过程中显微组织的演变40-41
• 3.4.5 压边圈对制耳的影响41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 应变速率对5182铝合金板材性能的影响44-57
• 4.1 引言44
• 4.3 显微组织44-45
• 4.4 应变速率对5182铝合金板材力学性能的影响45-53
• 4.4.1 应变速率对应力-应变曲线的影响45-49
• 4.4.2 应变速率对力学性能的影响49-50
• 4.4.3 应变速率对n值和r值的影响50-51
• 4.4.4 应变速率对显微组织的影响51-53
• 4.5 应变速率对5182铝合金板材成形性能的影响53-56
• 4.5.1 应变速率对Erichsen杯突值的影响53-54
• 4.5.2 Erichsen杯突试验破裂试样顶端组织54-56
• 4.6 本章小结56-57
• 5 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-65
• 附录65
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录65
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录65

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本文编号：1067014