ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析

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1、第15卷第1期哈尔滨理工大学学报V01．15N0．12010年2月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYFeb．2Ol0ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析席海霞，于彦东，周浩，苏堪祥，吕新宇，李彩霞(1．哈尔滨理T大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150040；2．东北轻合金责任有限公司，黑龙江哈尔滨150060)摘要：采用刚粘塑性有限元理论，分别用2mm／s、3mm／s、4mm／s、5mm／s的挤压速度，对ZK60镁合金棒材的挤压过程进行了数值模拟，观察棒材挤压过程中金属流动情况，并分析了挤压变形时工件内部的温度变化

2、情况，以及应力、应变分布规律．以模拟出的挤压件流出模孔时等效应力应变的分布规律，确定该棒材挤压的最佳工艺参数．关键词：挤压；ZK60镁合金；棒材；有限元分析中图分类号：TG376．2；TG379文献标志码：A文章编号：1007—2683(2010)01一O060—04FiniteElementAnalysisofExtrusionFOrmingofZK60MagnesiumAlloyBarX／Hai．xia，YUYah．dong，ZHOUHao，SUKan—xiang，LUn．yu，LICai．xia(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineeri

3、ng，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150040，China；2．NortheastLightAlloyCompanyLimited，Harbin150060，China)Abstract：InthisresearchwesimulatedZK60magnesiumalloybarinwhichthediameteris45mmwithri6dviscoplasticfiniteelementthem3,．Theextrusionvelocityisrespectively2mm／s、3mm／s、4mm／s、5mm／s

4、inextru-sionprocess．Thentheprocessofmetalflowinextrusionformingwasobservedandthevariationoftemperature、thedistributionofeffectivestressfieldandeffectivestrainfieldininnerworkpiecewasobtainedduringthedeformationcourse．Atlastwedeterminedthebestextrusiontechnicalparametersofthebarthroughthedist

5、ributionofefectivestressandeffectivestrainatthediebearingduringtheextrusionforming．Keywords：extrusion；ZK60magnesiumalloy；bar；finiteelementanalysis在着组织不均匀、成分偏析、最小厚度偏大、力学性能0引言偏低等缺憾，不能充分发挥镁合金的性能优势．塑性变形能够改善镁合金的组织和力学性能，大大提高镁合镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、电磁屏金的强度和塑性．同时，很多领域重要结构材料需要用蔽效果好、抗震能力强，易于机加工成形和回收再利的板材、

6、棒材、管材和型材等只能用塑性成形工艺来生用等优点一．产．所以，变形镁合金及其成形工艺的研究越来越受到目前，镁合金的应用大多数是以模铸、压铸以及半重视．ZK60镁合金作为变形镁合金中强度最高者，受固态成形等工艺来生产产品．这些工艺生产的产品，存到极大的重视但由于材料本身的结构特点，该材料还收稿日期：2008—9—13基金项目：哈尔滨市科技攻关项目(2007AA4BG020)作者简介：席海霞(1979～)，女，硕士研究生，E．mail：xihaixia1979@126．corn于彦东(1964～)，女，博士后，教授．第1期席海霞，等：ZK60镁合金棒材挤压过程有限元分析61存在着如

7、热裂倾向严重、塑性差等诸多缺点．在塑性成形时，制品出现裂口、皱褶等缺陷．[()5上．16+1]÷)．㈩本文将采用体积成形有限元软件，对棒材的挤压过程进行三维有限元数值模拟．了解金属在挤压过程其中：z=exp()；为应变速率；R为气体中的流动情况；改变挤压速度，分析模拟结果温度、应常数；T为绝对温度．力、应变分布情况，确定ZK60镁合金挤压棒材的最佳成形工艺条件，改善制品裂口、皱褶等缺陷．1建立模型及模拟设置1．1挤压模型由于棒材横截面积形状简单，采用平模挤压，挤压凸模直径为200mm，挤压凹