az80+re镁合金轮毂挤压成形缺陷分析及模拟优化研究

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1、中北大学学位论文AZ80+RE镁合金轮毂挤压成形缺陷分析及模拟优化研究摘要随着科技的进步和人们生活的需求，全球汽车工业飞速发展，由此引起的能源问题和环境问题日益严峻，提高燃料的效率和保护环境迫在眉睫。作为装备轻量化的最佳用材，镁合金在汽车上应用不仅能提高舒适性和安全性，又能实现节能减排。经过挤压变形的镁合金铸坯可消除铸造缺陷，提高力学性能。所以，本文以AZ80+RE镁合金铸锭为原始坯料，通过挤压变形来试制汽车轮毂。本文首先根据轮毂的三维造型图分析了其成形工艺，根据零件图制定了挤压件图，初步拟定了工艺方案，并对

2、毛坯的质量和体积、主要工序的许用变形程度进行了计算，从理论上确定了试验的挤压温度、挤压速度的范围及合适的挤压比、润滑条件。其次，根据拟定工序利用DEFORM软件进行了有限元数值模拟，分析了轮毂主要成形工序的金属流动规律、应力应变分布规律、载荷曲线，验证了轮毂挤压成形过程的可行性，并根据载荷曲线初步选择了反挤压、底部成形和扩口翻边过程的压力机。而后，根据课题组在轮毂成形方面的经验确定了挤压参数及试验条件，对轮毂进行了初步试制，并对原始坯料及挤压件的显微组织进行了分析，试验结果表明：轮毂成形过程出现了各种缺陷及问

3、题；原始坯料中内部组织和表层组织不同，稀土元素Ce细化了坯料的晶粒；挤压成形后的轮毂晶粒细小均匀，有流线分布。最后，在初步试验的基础上，基于数值模拟进行了工艺缺陷分析和参数优化，分析了挤压成形缺陷产生的原因，讨论了挤压温度、挤压速度、模具温度、摩擦条件、芯轴直径、底孔直径、底部厚度对成形过程的影响，并提出了优化方案。这为进一步的试验奠定了基础，并为轮毂成形缺陷问题及解决提供了理论上的指导。关键词：AZ80+RE镁合金，轮毂，挤压成形缺陷，数值模拟，工艺优化中北大学学位论文Researchonextrusion

4、defectsanalysisandsimulationoptimizationofformingAZ80+REmagnesiumalloywheelsAbstractWiththeadvancementoftechnologyandtheneedsofpeople'slife,theglobalautomotiveindustryisdevelopingrapidly,energyandenvironmentalproblemsareresultedincreasinglysever.Forthis,imp

5、rovingfuelefficiencyandenvironmentalprotectionisimminent.Magnesiumalloyisthebestmaterialthatequippedwithlightweightautomobile;applicationsonthecarnotonlycanimprovethecomfortandsafety,butalsocanachieveenergyconservation.Billetsfortheoriginalcastingdefectscan

6、beeliminatedbyextrusion,themechanicalpropertiesofthematerialareimprovedbythis.So,inthispaper,AZ80+REmagnesiumwereextrudedfortheautomobilewheels.Firstly，theformingprocessofthehubwereanalyzedaccordingtothethree-dimensionalshapeofthemolding.Theviewsofextrusion

7、andthetechnologyprogramwereformulatedbaseonthepartsdiagram.Themassandvolumeoftheroughandthepromiseofmajordeformationprocesseswerecalculated.Also,therangeoftheextrusiontemperature,theextrusionspeed,thesuitableextrusionratioandthelubricationweredeterminedonth

8、etheory.Secondly,DEFORMwasusedtosimulatetheprocessofforming,themainhubofmetalflowing,thelawofthestress,thelawofthestrain,andtheloadcurveswereanalyzed.Thefeasibilityofthehuboftheextrusionprocesswasverif