镁合金过渡车钩超塑性成型数值模拟与模具设计

发布时间：2018-01-23 17:54

  本文关键词： AZ80M镁合金 过渡车钩 超塑性成型 数值模拟 本构方程　出处：《西南交通大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：变形镁合金由于其重量轻、比强度和比刚度高、阻尼性能好等优点,在交通运输装备制造领域得到广泛运用。然而,镁合金由于其塑性加工成型温度范围窄、应变速度敏感的特性,使用常规塑性成型方法只能成型结构简单的零件,且成型时发生脆裂或过烧损。超塑性成型方法作为先进的塑性成型方法,可以对复杂零件进行一次性塑性成型,从而缩短工艺流程、减少机加工量,从而实现近净成型。本文针对结构复杂的密接式过渡车钩,提出了超塑性模锻成型的工艺进行车钩成型,并选用了 AZ80M镁合金作为车钩材料,进行了超塑性模锻成型工艺和实验研究。主要研究工作如下:对多向锻造态AZ80M镁合金进行了等温热压缩实验研究,发现其在实验温度为300℃～400℃,应变速率为1×10-4s-1×10-2s-1时,材料表现出典型的动态再结晶行为。构建了多向锻造态AZ80M镁合金高温压缩本构方程。根据车钩的尺寸和结构特征,对其进行了锻件优化设计,确定其成型方法为超塑性精密模锻成型;设计了成型模具:模具设计为分体式,即将成型模具分成若干模块,通过外模桶将模块组合固定在一起,有效的降低了模具成本。同时,对于无法直接超塑性精密成型的复杂零件,通过模具的合理分块,可以实现超塑性精密成型。根据上述本构方程,结合DEFORM-3D塑性仿真软件,对车钩成型工艺进行了仿真和工艺参数优化,发现成型载荷随温度的升高而降低,但温度对成型载荷的影响逐渐减弱。根据仿真优化结果,设计的车钩成型的最佳实现了镁合金复杂结构件的近净塑性成型。缩短了成型时间,提高了成型效率。对车钩实施热处理工艺,将热处理后的过渡车钩进行了现场500KN拉伸测试和550KN压缩测试,发现车钩未发生明显变形和损伤,顺利通过了应用检测。结果表明,采用本文所设计的工艺方案成型的镁合金车钩力学性能符合现有车钩力学性能要求。
[Abstract]:The deformation magnesium alloy is widely used in the field of transportation and equipment manufacturing because of its light weight , high specific strength , high specific rigidity and good damping performance .

【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U270.34;TG319

【参考文献】

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本文编号：1457880