中国有色金属学报：AZ31B镁合金板材快速气压胀形行为
2022-06-14【作 者】王刚;王建珑;张拓达;张治朋
【前 言】
轻量化是航空、航天、汽车等领域的发展趋势，镁合金必将大量代替铝合金及其它材料，随着镁合金板材轧制、板材热加工技术以及变形镁合金的发展，使镁合金壳形件和管形件大量应用成为可能。但镁合金板材在室温下塑性差，难以进行塑性成形，因此，镁合金板壳件热加工已经成为塑性加工界的热点。AZ31 是应用最广的变形镁合金，国外 PANICKER等[1]研究了超塑性 AZ31 镁合金板材的微观组织演变和晶界滑移， KAYA 等[2]开发了 AZ31 镁合金的非等温深冲工艺。TSAI 等[3]试验用镁合金板材热冲压加工笔记本外壳，CESCHINI 等[4]研究了双辊铸轧的 AZ31镁合金板材的超塑性；国内 CHENG 等[5]、REN 等[6]、张凯锋等[7]和 WANG 等[8]也在镁合金板材热拉深和超塑成形理论研究方面做了大量的研究工作。
快速气压胀形技术是近 10 年来发展起来的技术，使气压胀形技术用于大批量生产成为可能。目前，对铝合金的快速气压胀形研究较多，通用汽车公司开发了快速气压胀形专用的铝合金 AA5083，并且美国通用汽车、日本本田汽车公司均已采用快速气压胀形技术生产了汽车覆盖件产品[9−10]；对镁合金快速气压胀形的研究相对较少，CARTER 等[11]对 AZ31 镁合金的快速气压胀形性以及应用进行了研究。
本文作者研究等通道挤压−轧制 AZ31 镁合金板材的快速气压胀形工艺基础，分析温度和气压对胀形高度的影响， 探索对 AZ31 镁合金进行快速气压胀形试验最适合的温度和气压，为该技术的广泛应用提供理论基础。
【结 论】
1) 对板厚 1.0 mm 的 AZ31 镁合金板材进行 300 s的快速气压胀形试验时，胀形高度的大小由温度和气压共同决定；在同一温度下，随着胀形气压的增大，胀形高度增加；气压增加到一定程度后在不到 300 s的时间内破裂。
2) 随着温度的升高，胀形高度增大，在 400 ℃和0.6 MPa 条件下，胀形高度最大，达到 45.04 mm，高径比为H/r=1.126，说明所用AZ31B镁合金板材在400℃塑性最好。
3) 所有胀形件都是随着胀形高度的增大而壁厚不均匀程度增大， 胀形件的顶端处厚度最小。在 300℃和 1.2 MPa 条件下，胀形件顶端的厚度仅为 0.264mm，厚度减薄率达到 73.6%。
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