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AZ31镁合金管材挤压成形数值模拟研究--第1页

文章编号：１６７２—０１２１（２００６）０２—００７０—０３

ＡＺ３１镁合金管材挤压成形数值模拟研究

李琳琳‘，张治民。薛勇

（１．中北大学材料工程系，山西太原０３００５ｌ；

２．山西省精密成形工程技术研究中心，山西太原０３００５１）

摘要：根据等温压缩实验所得ＡＺ３１镁合金应力一应变数据，拟合出材料温成形应力一应变曲线，应用有

限元法模拟ＡＺ３１镁合金管材的挤压成形，着重探讨了ＡＺ３１镁合金挤压成形过程中，温度、速度、润滑等因

素对金属流动的影响，为管类零件挤压成形工艺提供了科学依据。

关键词：机械制造；挤压；管材；ＡＺ３１镁合金；数值模拟

中图分类号：ＴＧ３７６．９文献标识码：Ｂ

ｌ引言采用Ｇｌｅｅｂｌｅ１５００热一力学模拟试验机，对不同

镁合金是实用金属中密度最低的金属，具有比温度和变形速率下的ＡＺ３１镁合金变形性能进行研

强度高、刚度好、电磁界面防护性强等特点，是理想究。

的结构金属新材料。ＡＺ３１镁合金具有良好的强度和１．１实验方案

延展性，可，以轧制成薄板、厚板，挤压成棒材、管材、由于存在形状效应，试样一般选取高径比小于

型材，加工成锻件，是一种重要的商用镁合金。镁合１．５，此时其对实际单向抗压强度的影响最小。因此，

金管类件可广泛应用于飞机、导弹和宇宙飞船、汽车选择试样的原始高度为ｌ５ｍｍ、直径，Ｊ为１０ｍｍ，

及电子电器等工业领域。特别是在自行车行业，用镁同时在两端加Ｔｌ有直径ｄ为９．４ｍｍ、深度ｔ为

合金制造的自行车轻便、舒适、速度快，车架仅重０．５ｍｍ的凹坑。

１．４ｋｇ。目前，已开发出符合ＡＳＴＭＢ１０７规范要求的实验变形温度分别为２００￣Ｃ、２５０￣Ｃ、３００￣（２、

镁合金管件和棒材，成车有镁合金登山车、折叠车，３５０℃、４００℃，变形速率为Ｏ．０１ｓ、０．１ｓ、１ｓ、１０ｓ一，

零件有曲柄、竖管、夹器、车圈和车架等附件川。但是最大变形量不超过８Ｏ％，真实应变小于１．６。在加热

由于镁合金组织的密排六方结构，其塑性成形比较到预定变形温度之后，保温５ｍｉｎ，然后进行压缩实

困难，因此，可以借助数值模拟的方法来分析金属成验，变形后水冷。

形过程。数值模拟方法在工艺设计和模具设计阶段１．２实验结果

就可以对不同的设计方案进行模拟分析，优选出合所得实验数据经过处理后，得出如图１所示相

理的设计方案，从而有效地缩短设计周期。近年来，同应变速率下，不同温度的应力一应变曲线，及图２

挤压成形工艺数值