铝合金超塑性差温拉深研究

摘要

超塑性铝合金AA5083具有较高的抗拉强度、抗腐蚀性、可焊接性，广泛应用于航天、航空，船舶等部门。 铝合金AA5083超塑性的差温拉深，就是保持板料突缘部分在超塑性变形温度下而凸模通水冷却的条件下，并且在一定的应变速率下对板料进行拉深，使板料拉深性能显著提高。变形温度范围在350℃—535℃之间，超塑性应变速率范围在10<'-5>～10<'-2>之间，通过对铝合金AA5083超塑性单向拉伸实验来研究AA5083的力学特性。实验表明：AA5083的最佳变形温度是525℃，最佳应变速率为2×10-4/s，最大延伸铝为470％。分别用等应变速率法和速度突变测得应变速率敏感指数m为0.5和0.52，并且得到不同变形温度下的本构关系。 超塑性差温拉深主要是通过控制拉深件突缘与凸模底部之间的温度差来实现板料拉深性能的提高。本文主要通过建立板料与凸模接触时的温度分布情况，定义不同温度下的材料属性,然后进行超塑性差温拉深模拟。 模拟结果表明：超塑性差温度拉深比超塑性拉深的厚度分布更均匀，并且变形温度，拉深速度和摩擦都会对结果产生影响。 超塑性差温拉深试验除了突缘与筒壁之间的温度差之外，变形温度和凸模的拉深速度也是影响试验结果的重要因素。在最佳变形温度下，计算出凸模的最佳拉深速度。最后用超塑性差温拉深的工艺方法成形了空客的支架零件。成形零件厚度均匀，试验结果和模拟结果基本一致。