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中南大学学报:镁合金温渐进成形零件橘皮纹分析

2023-09-27

【作 者】廖娟;刘建华;张丽霞;薛新

镁合金是一种密度小、比强度高、弹性模量大、散热性好、消震性好、耐冲击载荷能力较强、耐有机物和碱腐蚀性能好的轻合金材料,已广泛应用于航空、航天、运输、化工、汽车、电子等领域。由于镁合金的密排六方晶体结构,常温下其塑性较差,加热条件下镁合金的塑性可以得到极大提高[1]。在镁合金板材成形工艺中,渐进成形工艺是一种柔性化程度较高,适用于小批量生产的无模成形方式,相比传统冲压成形,该工艺中板材成形极限有显著提高[2-4]。

近年来,许多学者在板材渐进成形的基础上开发出板材温/热渐进成形工艺[5-17],并对不同加热方式下的镁合金渐进成形工艺进行了研究,但这些研究主要围绕材料成形极限、破裂、回弹等失效问题[6-9],针对镁合金温热渐进成形中零件表面出现的橘皮纹现象及其相关研究少见报道。

本文作者针对镁合金温渐进成形中出现的橘皮纹现象,建立使用热空气(hot air,HA)加热和碳纤维电热管(carbon fiberelectric pipe,CFEP)加热的镁合金温渐进成形平台,采用单因素实验方法,研究成形温度对成形零件表面橘皮纹的影响规律,并进一步分析加热方式对成形零件表面橘皮纹的影响规律。

【结 论】

1) 镁合金温渐进成形中产生的橘皮纹表现出较强方向性,其纹理方向与板材的RD和TD方向一致,与板材的变形路径无关,该方向性可能与板材的各向异性有关联。

2) 采用合适的加热方式有利于减少镁合金表面橘皮纹,相比碳纤维电热管加热,热空气加热系统中空气流通性更强,具有更高加热效率,且热空气加热成形零件拥有更高表面质量。

3) 适当提高成形温度有助于增加AZ31B板材的成形性能并改善成形零件的表面质量,但过高成形温度反而引起成形零件晶粒粗大,导致成形零件表面橘皮纹粗糙化。

以下为正文:

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