铸造技术：正反胀形对铝合金超塑成形件厚度的影响
2023-01-01【作 者】 蔡云;陈夫进
超塑性是指材料在一定的内部条件(如晶粒形状及尺寸、相变等)和外部条件(如温度、压力、应变速率等)下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能(例如大的伸长率)的现象[1]，所以要想实现超塑性除了内部条件满足外，对外部条件压力和速度也有要求。由于胀形是处于双拉的应力状态，与单向拉伸的高伸长率相比成形极限要低的多，而且对于成形零件，成形过程中各个点的应力状态不同，并且随着时间的改变而改变，导致壁厚均匀性差，为了获得均匀的厚度分布，很多新方法己经被开发出来[2-4]，改善壁厚均匀性是超塑成形研究的内容之一。本文所用的材料是5083铝合金，是典型超塑性合金，所以本文中的研究方法和结论具有一定的意义。
实验所用材料是A15083，化学成分:MgO(4%~4.9%)、Mn (0.4%一1%)、Cr (0.05%一0.25)、Cu(0.1 %)、余量为Al。试验用热塑性成形机，将压力机、电热炉和供气调制系统合为一体，控制装置包括温度和气压控制系统，压力控制系统提供速度、压力大小都可以通过阀门开关进行自动调节。加热系统采用自行研发的气压测控调节装置能有效控制胀形过程中的气压输出量，使气压严格按照目标P-t曲线输出，实现了完全自动化控制。
图1为正反向胀形原理图。材料首先被吹向上模，贴模后再被吹入下模中最终成形。实验过程首先通过试胀确定顶部破裂时的最大应变为1.2。采用恒应变速率加载方式下模拟获得压力一时间曲线。
【结 论】
（1）采用MARL有限元仿真能明显有效的改善了5083铝合金壳体的成形性能，使其厚度分布比较均匀，获得成形零件的厚度分布结果，模拟与实际基本相符。
（2）采用正反胀形工艺是控制成形零件壁厚均匀的有效途径。
（3）采用正反胀形可以改善成形性能，显著提高胀形极限高度。
以下是正文：
