铝镁合金半固态成形理论与工艺技术

零件下双杯及法兰连接处的偏析问题探究

由于所研究零件的下双杯几何尺寸都相同，本研究仅对编号为B和H零件进行偏析分析。在对零件组织分析时发现，下双杯和法兰连接区域液固相偏析较严重。在图4-21a和图4-21b位置，可以观察到较严重的液固相偏析，液相更倾向于集中在零件表面。图4-22显示了在零件H中下双杯和法兰连接区域的偏析现象。在图4-22a中可以发现，在该处切应变较强烈，以致产生了直径达0.5mm的孔隙。这种组织分布状况就决定了该区域只能承受较低的外载荷。
理论教育 2023-06-15

轻金属在汽车工业中的应用探析

目前，对铝镁合金的研究及其在汽车工业中的应用已取得了较大的进展。表1-1所示为金属材料轻量化与工业要求的定性关系。而在欧洲，对汽车使用性能的要求更为重要，其评定标准重点放在对汽车零件的回收和环保等指标上，强调人与自然的和谐性，更强调汽车的人性化设计。随着铝合金压铸件在汽车工业应用范围的不断扩大，对汽车零件进一步轻量化和设计制造具有更高可靠性零件的要求也越来越迫切。
理论教育 2023-06-15

半固态成形技术简介

根据半固态浆料的制备路线，半固态成形方法可以分为触变成形和流变成形，其工艺路线如图1-5所示。在当今可见的半固态技术工业化应用中，主要使用触变成形。表1-4所示为半固态金属触变成形和流变成形特点的比较。近些年来对半固态流变成形研究较热，并从工艺上大致可以分成两类。正是由于这一点，半固态轧制成为半固态成形研究最先取得进展的方法之一。
理论教育 2023-06-15

有限元模拟：镦粗和挤压的应用

通过改变图5-3中X值的大小，可以得到如图5-14中触变镦粗+挤压（方法2）工艺的模拟模型。当上模接近其行程终点后，法兰部分已完全充满，并且成形零件均在半固态温度区间的范围内。在这里特别要注意零件内部温度，当其温度高于A356铝合金的固相线温度时，马上打开模腔取出零件很可能把尚未完全凝固的零件破坏。根据该图中的速度矢量，这种形式的速度矢量分布非常有利于法兰部分和杯形部分的连接。
理论教育 2023-06-15

镦粗和复合挤压的有限元模拟分析

图5-4所示为用方法1在触变锻造成形中模拟的模型。可以想象，当下模速度低于80mm/s时，在下模完成其总行程后，在零件的某些区域已发生了热锻成形，而非完全半固态锻造。当下模速度高于80mm/s时，成形中最大等效应力随着下模行程的增加而增加，直到下模完成其总行程的40%，然后该最大等效应力几乎不随下模行程改变而变化。
理论教育 2023-06-15

设计与优化制坯模

如前所述，所制备的半固态棒状坯料和环状坯料的尺寸是经过严格的计算优化得到的，它们要配合使用进行铝镁合金双层复合管的挤压成形，因此，半固态棒状坯料和环状坯料要求其尺寸相当精确。环状坯料内外表面与制坯模内芯和外周紧密接触，同时由于环状坯料冷却时的收缩作用，使得环状坯料与制坯模内芯的结合力极大，因此，环状坯料的出坯相对较困难。
理论教育 2023-06-15

文章标题优化：深入探析断裂现象的成因

自从开展半固态成形技术研究以来，对半固态金属材料的研究主要集中在半固态坯料的制备，感应加热和随后的触变成形中[19，20]。与此同时，提出了许多用来描述半固态金属材料的数学模型和变形理论[21-23]。在建立半固态材料的理论模型中，通常使用两相模型来构造触变铸造成形中半固态材料的本构方程[24]。在这个两相模型中，液相部分被认为是牛顿流体，悬浮在液相中的固相颗粒被认为是具有非牛顿流体性能的伪流体或伪塑体。
理论教育 2023-06-15

双层复合管多坯料挤压成形界面结合原理探析

在半固态状态下，当挤压坯料通过挤压变形区后，两种坯料相互接触并复合，随着温度的降低，两种坯料完全处于固相。在Mg/Al合金双层复合管半固态多坯料挤压成形中，Mg、Al原子的扩散连接过程可以利用一维无限大介质中的非稳态扩散方程进行求解，得到一维无限大介质非稳态扩散方程的误差函数解，见式（6-1）。因此，双层复合管半固态挤压成形中，第二个扩散阶段可以通过式（6-2）控制过渡层中的Al元素和Mg元素浓度的分布。
理论教育 2023-06-15

半固态成形中的有限元模拟技术应用

为了提高生产过程的稳定性，最大程度地优化材料流动，常常使用有限元模拟方法来模拟金属成形中的材料流动过程。由于有限元模拟可模拟和预测材料流动的行为，如应力、应变、温度分布等，从而在试验中用试错方法物理模拟成形过程的成本和使用时间大为降低。有限元模拟能真实反映金属成形过程的先决条件是必须建立一个可靠的模拟模型，并且其所有的边界条件能真实表示实际试验过程中的各种物理参数。
理论教育 2023-06-15

双层复合管的多坯料挤压成形有限元模型化优化

双层复合管属轴对称成形加工，根据复合管结构特点及半固态多坯料挤压成形工艺分析，设计了三种形式的模具结构，分别是正挤压成形方式、带芯轴挤压成形方式和反挤压成形方式，成形部分的模具结构如图6-35、图6-36和图6-37所示。
理论教育 2023-06-15

设计双层复合管半固态共挤压成形模具

图6-34所示为挤压模具的实体模型，图中显示了模具的装配程序。针对上述问题，作者设计了一种新的双层复合管反挤压成形模具。同时，和前两种模具结构相比较，只要变换挤压凸模（挤压杆）便可以得到不同界面结合比的双层复合管，大大节约了制造成本。图6-37 采用一环状坯料和一棒状坯料的反挤压模具结构示意图1—底座 2—挤压筒 3—外挤压杆4—外部坯料 5—内挤压杆 6—内部坯料
理论教育 2023-06-15

半固态成形技术优化方案

在无切应力作用时，半固态金属的特征就近似在固体状态时的特征；但在切应力作用下，粘度就开始降低，金属材料具有流动特性。因而制备半固态浆料的关键技术是生产具有细小近球形、均匀分布于液相中的固相颗粒的坯料组织。表1-3给出了半固态成形技术与普通压铸工艺和锻造工艺的比较[20，21]。
理论教育 2023-06-15

半固态成形镁合金材料及性能分析

特别是由于节能和环境保护的要求，汽车将成为镁合金应用的重要领域。围绕镁合金材料的开发，争夺国际商业市场的竞争日趋激烈。通过对半固态成形参数的优化，如压铸成形温度和压铸成形速度等，可以得到半固态压铸成形的力学性能很好的镁合金零件。试验表明，其最大伸长率高达13%，扭转试验直到336°才出现裂纹，因而该半固态成形工艺可以用于成形安全性能极好的汽车零部件。
理论教育 2023-06-15

半固态感应加热热能参数分析

在感应加热过程中，热量主要集中在坯料的表层，中心部分热量的获得靠材料本身的导热能力。图4-11显示了A356铝合金在常规组织和半固态组织下的热导率λ和比定压热容cp[10，11]。因而可以认为，对半固态坯料的加热过程中，热量吸收稳定，直到形成球形固相颗粒被液相包围的显微组织。这也可能是A356铝合金感应加热比较稳定的原因。图4-12 A356铝合金和AZ91镁合金的特征热能参数的比较
理论教育 2023-06-15

AZ91镁合金坯料的二次加热处理

对AZ91镁合金半固态坯料进行与A356铝合金半固态坯料同样的试验内容，研究AZ91镁合金半固态棒状坯料和环状坯料在二次加热过程中的组织变化、影响规律等，具体内容包括坯料的温度修正、加热温度和保温时间的影响、最佳触变状态的确定等。图6-33 AZ91镁合金棒状坯料半固态二次加热微观组织
理论教育 2023-06-15
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