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AA5083鋁合金薄板熱沖壓技術(shù)

AA5xxx和AA6xxx系列的鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)和成本低等優(yōu)點(diǎn)，然而在室溫下這兩種鋁合金材料的成形性較差，且沖壓復(fù)雜模型后容易產(chǎn)生反彈失效。超塑性成形（SPF）和快速塑性成形（QPF）技術(shù)細(xì)晶化成本高且產(chǎn)品生產(chǎn)效率低（應(yīng)變速率過?。?，于是提出熱沖壓技術(shù)，分析不同溫度和應(yīng)變速率下AA5083薄板的成形極限和力學(xué)性能。

試驗(yàn)研究包括試驗(yàn)室臺(tái)架試驗(yàn)（單軸向拉伸試驗(yàn)和Nakajima試驗(yàn)）和工業(yè)試驗(yàn)兩種。

單軸向拉伸試驗(yàn)中，試樣被穩(wěn)定加熱至不同測(cè)試溫度（300、 400、450、500℃）并保持90s，然后以一定應(yīng)變速率拉伸直至斷裂失效。試驗(yàn)結(jié)果表明：①材料屈服應(yīng)力隨溫度升高逐漸減小；②材料的各向異性受溫度和應(yīng)變速率影響很小（450℃時(shí)稍大）；③低溫低應(yīng)變速率下延展性較差，斷裂應(yīng)變峰值點(diǎn)溫度為450℃，應(yīng)變速率為0.1/s或1/s，此處延展性最好；④溫度越高，維氏硬度越低。

Nakajima試驗(yàn)依據(jù)ISO12004，針對(duì)不同溫度、應(yīng)變速率下AA5083試樣的成形極限進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，材料成形性與室溫下相比得到了極大的提升，且在450℃時(shí)達(dá)到峰值，隨后略微降低。

工業(yè)試驗(yàn)中，利用熱沖壓技術(shù)加工AA5083發(fā)動(dòng)機(jī)蓋，成形溫度為400、450、500℃，應(yīng)變速率為1/s。加工后發(fā)現(xiàn)，成形溫度為400℃和500℃時(shí)零件出現(xiàn)明顯失效變形；而450℃時(shí)，零件結(jié)構(gòu)合理、力學(xué)性能良好，與臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果吻合。

刊名：CIRP Annals -Manufacturing Technology（英）

刊期：2013年第1期

作者：Paolo F. Bariani et al

編譯：張為榮