許多鎂合金在熱加工溫度范圍內(nèi)的塑性很高,通過鍛造、擠壓、軋制、拉拔以及沖壓等塑性加工工藝制備的鎂合金材料及部件具有更高的強(qiáng)度、更好的延展性和更多樣化的力學(xué)性能。與鎂合金鑄件相比:晶粒細(xì)小、力學(xué)性能好、表面質(zhì)量好。如MB系列的大多數(shù)合金可擠壓成各種規(guī)格的棒材、型材和帶材;合金的鍛造性能良好,可制成形狀復(fù)雜的大型鍛件和承受高載荷和高屈服強(qiáng)度的零件。
一般而言,鎂合金具有和鋁合金相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性。盡管鎂合金的單位質(zhì)量?jī)r(jià)格比鋁合金高,但由于鎂合金密度小,對(duì)相同體積的零件,鎂合金用量只是鋁合金的三分之二。
因此可用單位體積的價(jià)格而不是單位質(zhì)量?jī)r(jià)格來衡量鎂合金零件的材料成本更為合適。同一鑄件,用鎂合金鑄造,原材料費(fèi)用將比用鋁合金鑄造降低10%-20%,而質(zhì)量減少25%~30%,這一差異可基本抵消鎂合金較高的鑄造工藝費(fèi)用,使兩者的鑄件成本基本相當(dāng)。鎂合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,同等強(qiáng)度的鎂合金制品每千克耗電為35.7kWh,鋁合金制品每千克耗電則為41.1kWh;鎂合金易于機(jī)加工,其機(jī)加工能量?jī)H為鋁合金的70%??傮w看,鎂合金具有比鋁合金更大的經(jīng)濟(jì)性。
通過對(duì)鎂合金進(jìn)行鍛造成形,使其鍛件能夠達(dá)到同其他金屬一樣尺寸精度。
鎂合金的鍛造的特點(diǎn)是:對(duì)應(yīng)變速率敏感、流動(dòng)性差、鍛造溫度范圍窄、容易產(chǎn)生合金軟化、導(dǎo)熱性好。細(xì)化晶粒是提高鎂合金的鍛造性能的一個(gè)重要途徑。為了鎂合金較高的加工塑性以及產(chǎn)品的力學(xué)性能,大多數(shù)情況下采用擠壓坯料。在鍛造大尺寸模鍛件時(shí),由于擠壓坯料的獲得困難,可以采用鑄造坯料進(jìn)行鍛造。
板料沖壓成形采用的鎂合金板材需要具有良好塑性的,常用的牌號(hào)有AZ31、ZK21等鎂合金。
鎂合金的拉伸、脹形等成形溫度一般在200℃~400℃范圍內(nèi)。鎂合金板材的拉伸性能與板材的各向異性比、加工硬化率以及溫度、速度、工件形狀及摩擦潤(rùn)滑等工藝條件有很大關(guān)系。一般來說,隨著溫度的升高,鎂合金薄板的拉伸延性會(huì)明顯改善.
AZ80鎂合金作為商業(yè)化高強(qiáng)變形鎂合金具有密度低、阻尼性能好和比剛度比強(qiáng)度高等的力學(xué)性能,在交通運(yùn)輸和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域的輕量化構(gòu)件具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,鎂合金強(qiáng)度低、塑性差制約其在裝備承力件、次承力件的應(yīng)用。等通道轉(zhuǎn)角擠壓作為晶粒細(xì)化有效手段,被廣泛應(yīng)用于鎂合金的細(xì)晶強(qiáng)韌化,而等通道轉(zhuǎn)角工藝很難直接成形零件,鎂合金構(gòu)件的成形制造成為亟待解決的難題
AZ80鎂合金環(huán)形通道多轉(zhuǎn)角擠壓成形工藝,采用物理模擬、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究AZ80鎂合金通道轉(zhuǎn)角擠壓過程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制及規(guī)律,建立考慮第二相的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶相場(chǎng)法模型,應(yīng)用于帶筋盤件環(huán)形通道多轉(zhuǎn)角擠壓成形工藝,為AZ80鎂合金構(gòu)件成形提供理論依據(jù)。本文的主要研究工作如下:通過對(duì)AZ80鎂合金單向熱壓縮和等通道轉(zhuǎn)角擠壓過程的組織演化特征進(jìn)行分析。