镁合金负重轮径向-反向复合挤压成形工艺研究

摘要

随着现代战争的发展需要，轻量化己成为武器装备的重要趋势；而镁合金作为轻量化的最佳用材，已经得到了越来越多的重视。负重轮作为履带车辆的主要承重构件，其重量占履带车车重的比例达到4％，减轻负重轮的重量可以实现轻量化的目的。本文主要研究了履带车辆镁合金负重轮的成形工艺，结合热模拟实验和有限元数值模拟制定了负重轮的挤压成形工艺及其参数，最后通过实验试制的方法对AZ80+RE镁合金负重轮的成形进行了验证，为后续镁合金负重轮的大规模生产提供了工艺参考。
　　首先，通过热模拟实验对AZ80+RE镁合金进行了热压缩实验，研究了该合金热变形过程中的流变应力、应变速率和变形温度之间的关系，建立了合金的流变应力本构方程，得出合金在变形过程中出现了动态再结晶现象；同时根据材料动态模型，建立和分析了铸态AZ80+RE镁合金的热加工图，得出合金热变形的安全加工范围：温度在380-420℃之间、应变速率在0.0005-0.005S-1之间。
　　然后，根据负重轮挤压件特点和成形要求，通过对筒形件传统成形方法和径向-反向复合挤压成形方法综合分析，确定了采用径向-反向复合挤压成形工艺。同时，利用有限元数值模拟软件，研究了不同工艺参数对挤压成形过程中载荷力、应变、应力的影响规律，结果表明：随着挤压温度的升高，挤压件等效应力和成形载荷都得到了降低，工件变形均匀性改善，对提高挤压件质量有利；随着变形速度的加大，等效应力上升较为明显，容易产生缺陷而影响产品的性能。
　　最后，综合上述的研究结果，设计了挤压模具并对AZ80+RE镁合金负重轮进行了实验试制。结果表明：生产出的负重轮尺寸和性能均达到了产品的要求，验证了成形工艺的可行性和模具设计的合理性，为类似零件的生产以及相关挤压模具设计提供理论和实践依据。

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1.绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 镁合金及其在武器轻量化中应用

1.3 镁合金热变形力学行为研究进展

1.4 镁合金塑性成形技术

1.5 主要研究内容

2.AZ80+RE镁合金热变形行为研究

2.1 实验材料及方法

2.2 AZ80+RE镁合金热压缩本构方程的研究

2.3 合金的热加工图

2.4 本章小结

3.镁合金负重轮成形工艺及优化

3.1 引言

3.2 DEFORM-3D模拟软件

3.3 镁合金负重轮成形工艺分析

3.4 挤压成形模拟

3.5 工艺参数对成形的影响

3.6 本章小结

4.镁合金负重轮实验试制

4.1 AZ80+RE镁合金负重轮的成形工艺

4.2 挤压工艺参数

4.3 模具工装设计

4.4 实验试制

4.5 试制结果

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢