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近年来,镁合金的开发应用已成为世界范围内金属材料研究和应用的一个热点。由于其优良的物理性能和机械加工性能,丰富的蕴藏量,已经被业内公认为最有前途的轻量化材料及21世纪的绿色金属材料。
经过塑性加工工艺制备的镁合金能够提供更多样化的力学性能及可后续热处理,进一步提高韧性、焊接性能等,可以满足更多样化的结构件需求。静液挤压能大大提高镁合金型材的力学性能,细化晶粒,提高表面质量,减少内部缺陷。国内对镁合金的静液挤压研究尚属空白,研究镁合金的静液挤压工艺具有深远的意义。
对镁合金AZ31的静液挤压工艺进行了分析研究。设计出镁合金AZ31静液挤压试验模具,并对关键零件挤压筒进行了有限元分析、优化。
利用大型通用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对镁合金AZ31静液挤压过程进行了数值模拟研究。通过对同等条件下实现镁合金AZ31静液挤压与普通挤压所需挤压力的比较,证实静液挤压能够极大降低挤压过程所需挤压力。通过数值模拟实现了镁合金AZ31的大挤压比静液挤压。分析了静液挤压模具角度及变形程度对挤压力和应力应变分布的影响。在挤压比和摩擦系数一定的条件下,存在挤压力最小,应力应变分布较均匀的最佳模角。挤压力与挤压比的自然对数呈线性关系。