双杆连续挤压铝合金板材数值模拟与组织性能分析

发布时间：2025-01-07 01:41

　　 基于Deform6.1有限元模拟软件研究了6063铝合金板材连续挤压过程中的温度、应力和应变的分布规律,通过连续挤压实验,研究了挤压过程中的晶粒演变过程以及产品的组织和性能特点。结果表明,铝合金连续挤压变形过程中最大温度梯度、最高等效应力、等效应变和等效应变速率值均出现在直角弯曲区,金属在直角弯曲区发生再结晶,在进入模腔前,再结晶晶粒尺寸为36μm。金属在模腔中发生扩展变形,沿宽度方向,挤压速度和等效应变速率分布不均匀,与腔体进料口相对应位置的金属具有较高的挤压速度和较低的等效应变速率。挤压后的产品横截面组织可分为焊缝区、过渡区和基体区,焊缝区包含由于氧化物钉扎而未长大的细小晶粒,过渡区包含尺寸300μm的超大晶粒,基体区的晶粒尺寸在97～170μm,其中腔体进料口处的晶粒尺寸最小,产品横截面硬度分布主要受晶粒尺寸的影响。

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【部分图文】：

图1 连续挤压有限元模拟模型

有限元模拟软件采用Deform6.1，由于双杆连续挤压模型中坯料和各工模具结构都是对称分布，因此选取整体模型的1/2作为研究对象，模具由汇合模和成形模组成，如图1所示。挤压参数如挤压轮转速、坯料初始温度和模具初始温度均与实验设置一致。坯料与工模具之间的摩擦设置为剪切摩擦模型，模拟....

图2 连续挤压过程中温度分布及分区图

根据连续挤压变形中金属所处的不同位置，将连续挤压变形过程分成两个区域，如图2所示，将坯料被压实轮压入轮槽到腔体进料口的变形阶段称为轮槽变形区，其中的90°转角部分称为直角弯曲区，这是连续挤压特有的变形过程;将坯料从腔体进料口直到挤压模口的变形阶段称为模腔变形区，这个阶段与常规卧式....

图4 模腔中金属流动示意图

模腔中金属变形特点将直接影响产品横截面微观组织的均匀性。图4为模腔中金属流动示意图，由图可知，金属进入模腔后开始发生扩展变形，为了研究金属沿产品宽度方向的变形特点，在模腔中自中心对称面开始沿宽度方向等间距取20个特征点进行分析，依次为P1～P20。图5为不同物理量沿模腔宽度方向的....

图5 不同物理量沿模腔宽度方向分布曲线

图6所示为6063铝合金连续挤压过程中的微观组织演变，图6b为连续挤压坯料组织，为等轴晶粒，平均晶粒尺寸为62μm。坯料在摩擦的作用下随旋转的挤压轮前进，直到遇到挡料块后金属流动方向发生90°转变，图6c～图6e为直角弯曲区依次等间距取3个点的金相组织，由图6c可以看出，此区的晶....

本文编号：4024303