镁合金az31b数控热渐进成形研究

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1、·南京航空航天大学硕士学位论文镁合金AZ31B数控热渐进成形研究姓名：王玉华申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：高霖20090301···南京航空航天大学硕士学位论文摘要镁合金是一种比强度高的轻金属，近年来得到了越来越广泛的研究和应用。镁合金常温下塑性低，通常采用热成形进行加工。镁合金AZ31B薄板热成形实验通常需要专用的模具，对于小批量、多品种、复杂零件产品的研制和生产大大增加了成本。数控渐进成形技术是一项以金属板料为加工对象的快速原型成形技术，可以高效低成本制造小批量钣金零件。本文首次将热渐进成形技术引用到镁合金中去，并获得

2、了热渐进成形最佳工艺方案和工艺参数。首先制作了数控渐进成形的加热实验装置，对金属板料数控热渐进成形的变形规律进行了探索，并通过镁合金热拉伸实验及金相组织分析实验得到镁合金在加热条件下基本的力学性能及各温度下的显微组织，结论用于指导渐进成形实验，最后通过正交实验方法全面分析了在20～250℃镁合金AZ31B数控热渐进成形过程中成形极限角、减薄率、进给量、工具头进给速度和摩擦与润滑等工艺参数对渐进成形过程及成形质量的影响，归纳了较优的工艺参数组合。实验研究结果表明：1．数控热渐进成形过程主要是剪切变形过程；2．AZ31B镁合金薄板适宜在250

3、℃以下进行热渐进成形实验研究，在250℃以上，易沿晶界发生氧化现象，且晶粒开始长大；3．镁合金在加热条件下，成形性能受温度影响最大，随着温度的升高，增幅趋缓，250℃时成形极限角比常温时提高了300%，相比之下，受进给速度和进给量影响不大，趋势均为先降后升，进给速度变化幅度稍大，权衡成形性能与成形效率，实验中选取较大的进给速度和合理的进给量。研究表明，工艺参数的选择与优化组合是保证数控热渐进成形成功的重要条件，本研究为镁合金在热成形下的快速原型制造提供了有力的实验依据。关键词：热渐进成形，成形机理，镁合金AZ31B，CAD/CAMI···

4、镁合金AZ31B数控热渐进成形研究ABSTRACTMagnesiumalloyisakindoflightmetalwhichhashighstrength，anditgetsmoreandmoreresearchandapplicationsrecently．Theplasticityofmagnesiumalloyatnormaltemperatureislow，soitisusuallyformedbythermalforming．ButtheconventionalhotformingofAZ31Bmagnesiumalloysh

5、eetmetalusuallyrequiresdedicateddies，forthelow-volume、multi-speciesandcomplexparts，thisprocesscannotfittherequirementoflow-costandtime-saving．Soanewprocess－NCincrementalformingwhichsavestimeandmoneyisfirstappliedtothehotformingofAZ31Bmagnesiumalloysheetmetal，andtheoptimal

6、processparametersandprocessprograminhotincrementalformingarelistedinthepaper．Firstofall，theheatingtestdeviceforhotincrementalformingwasmade，andthethermaldeformationprinciplewasexplored．ThentheformingbehaviorofthehotincrementalformingprocessofAZ31Bmagnesiumalloyhadbeeninve

7、stigatedintermsoftheforminglimitanglewithregardtovariousprocessparameterssuchastheformingtemperature，feedrateoftheformingtool，amountoffeed，frictionandlubricant．Theeffectandintereffectoftheparametershavebeencheckedbyorthogonaltestmethodatthetemperatureof20～250℃andtheparame

8、tersforthebestformabilityhavebeenoptimized．Researchontheexperimentsshowsthat：1．Hotincrementalfor