轻合金板材超塑成形中的脉冲电流加热方法及其宏微观分析

摘要

为提高轻合金板材超塑成形过程中的加热效率,降低能耗,提出一种脉冲电流快速加热方法。通过电热学理论及脉冲电流加热试验,系统研究电流密度对不同材料升温速率及最终加热温度的影响,并采取在电极处布置阻热片的措施,提高板材加热时温度场的均匀性;此外在微观层面,利用电热耦合有限元法及金相显微分析方法,简要分析加热过程中脉冲电流对轻合金板材内部裂纹、孔洞等缺陷及板材晶粒尺寸的影响。结果表明,由于加热时间极短,有效地避免板材内部晶粒的过度长大,并且高密度的脉冲电流可对板材原有缺陷起到一定的抑制作用。以AZ31镁合金超塑成形工艺为例进行试验验证,确定合理的脉冲电流加热参数,试验结果表明,与传统加热方法相比,采用脉冲电流直接加热方法,可有效提高加热效率、降低能耗。