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冷轧深冲性能的改进——镁合金薄板高温退火 K. Mori, H. Tsuji Toyohashi University of Technology, Japan 摘要 通过高温退火使AZ31镁合金板材冷轧深冲性能得到改善。从不加热冷深拉延试验来研究退火温度的影响。商业上成功的将退火温度优化在常温下形成圆形杯，即一个极限拉深比1.72达到退火温度500。冲压过程有吸引力，因为较高的生产力，墙厚小，强度高，等等[ 1 , 2]。镁合金板材极限拉深比，1.2 - 1.4[ 6]。 商用AZ31镁合金板材厚度在0.5毫米的冷轧深冲合金板。AZ31表示包括约3％，铝和锌1％，是最典型的镁合金。拉伸模具安装在250千牛螺杆驱动型通用测试仪器上。通过调整螺栓和碟形弹簧组成的夹具压边力定于1千牛。模具的直径在20毫米，打孔角半径为R =2和5毫米，模具和冲床在通过改变冲头使间隙直径在c=0.5，0.6和0.7毫米之间。因为碾压az31镁薄板发生严重变形，薄板因退火成形性得到改善。在退火时，毛坯被包裹在铝箔里保护是为了抗氧化。退火温度为350至500摄氏度，持有时间在1小时。 3．镁合金板材高温退火处理后的性能 对于未经退火薄板，甚至在低拉伸比 （a）试样 (b) T=500 ℃ 图1：商用AZ31镁合金板材的冷轧深冲未经退火拉伸比该组织的AZ 31镁合金板材的退火如图2。 （a）试样 (b) T=500 ℃ 图2：在AZ31镁合金板材未经退火与退火后的组织 图3：没有经过退火的薄板应力 - 应变曲线 镁合金板材的应力——应变曲线与未经退火拉伸试验所得的图3。试样长度和宽度分别为40毫米，12.5毫米，分别给拉伸速度5mm/min。样本切在0，45和90度方向的板材轧制方向。由于退火，流动应力减小，伸长率增加和方向的影响变小。AZ31镁合金板材拉伸试验伸长率，面积减少和退火温度的变化的所得的如图 4。伸长率和提高退火温度面积减少，退火温度的影响很小。 图4：AZ31镁合金板材的拉伸试验获得的伸长率和面积的减少与退火温度的变化 AZ31镁合金板材退火温度为T时晶粒直径和硬度的变化图5。随着退火温度的升高，硬度降低和晶粒直径的增加。 图5：AZ31镁合金板材的晶粒直径和硬度随退火温度的变化过程 表1给出了退火后力学性能的变化。退火后屈服应力，拉伸强度和硬度下降，伸长率，面积减少，n值和R值增加。这导致在深冲的改善。但R=2毫米时极限拉伸比和退火温度之间的关系如图6所示 表1：商用AZ31镁合金板材的力学性能在退火后 试样 T=500℃ 屈服应力/ MPa 213 156 抗拉强度/ MPa 273 246 维氏硬度/高压 61.6 54.6 伸长/ % 18.1 22.2 减少区域/ % 20.8 23.3 N值 0.14 0.27 R值 1.34 1.70 图6：极限拉伸比和退火温度之间的关系。 4．经高温退火的镁合金板材的冷轧深冲 裂缝的形成是由于改变了润滑剂由图7所示，拉伸比的变化。断口出现冲油基润滑剂，二硫化钼和聚四氟乙烯喷涂各地的角落，而聚四氟乙烯薄板凸缘边缘断口周围的出现。 ( a)二硫化钼，=1.70，没有（）二硫化钼，=1.75 凸缘边缘裂缝 （c）聚四氟乙烯板，α=1.70 图7：冲压杯没有断口在C = 0.6 mm和R =2毫米 不同的润滑油极限拉伸比， C = 0.6 mm和R = 2毫米 如图 8。二硫化钼的极限拉伸比是1.7，而那些油基润滑剂，聚四氟乙烯片及特氟隆喷涂的是1.65。 铝 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯 钼 油性 喷雾 薄板 硫化物 图8：极限拉深比C=0.6毫米和R=2毫米 图9：不同极限拉深比对不同间隙和凸模圆角半径 图10：成形载荷α=1.65 不同的间隙和冲床圆角半径的极限拉伸比图 9。极限拉伸比图在C =0.7 mm和R =5mm的峰值，C =0.5毫米的比率大幅度下降到1.47由于过度减径挤压加工。 拉伸负荷=1.65在图10说明了。为大半径的冲角，拉力减小，从而极限拉深比有一个峰值