超高強7000系鋁合金板材溫熱成形性能研究.pdf

1、汽車保有量的增加帶來了能源的大量消耗。安全，節(jié)能，環(huán)保成為了當前汽車制造業(yè)發(fā)展的主題和方向。研究結(jié)果表明:輕量化技術(shù)是解決這些問題有效的方法之一。采用新型輕質(zhì)工程材料替代車身上傳統(tǒng)使用的鋼鐵，不僅能夠有效實現(xiàn)輕量化，同時也保證了車輛的安全及舒適性能。鋁合金材料密度低，比強度高，是運用在車身上理想的輕質(zhì)工程材料。然而，鋁合金材料在常溫條件下的成形性能較低，極大地限制了其在汽車制造業(yè)的廣泛應用。高溫條件下，鋁合金板材的流動性能會有所增加，使

2、得成形性能得到較大改善。溫成形技術(shù)利用了這一特點，將鋁合金板料加熱到指定溫度，在高溫條件下對材料進行沖壓，提高了板材的成形性能，可以用于復雜零件的成形生產(chǎn)中。然而，傳統(tǒng)的溫成形工藝雖然克服了鋁合金常溫成形性能差的缺點，但成形后試件容易產(chǎn)生回彈變形?；诟邚婁摕釠_壓技術(shù)，國外興起了一種新型的鋁合金溫熱成形工藝，即溫熱成形—淬火一體化工藝（Solution Heat treatment-Forming-Cold Die Quenching）

3、，簡稱HFQ成形技術(shù)。該工藝結(jié)合了材料的熱處理和熱成形，在提高鋁合金成形性能的同時，可以有效降低成形件回彈，獲得較好的力學性能，可以用于復雜的汽車零部件生產(chǎn)。
　　本文選擇典型的超高強7075-T6鋁合金板材作為研究對象，通過實驗和仿真的方法研究了該型號鋁合金板材在HFQ工藝條件下的溫熱成形性能。首先對7075-T6鋁合金強化和熱處理工藝進行實驗研究，分析了熱處理條件對7075-T6鋁合金材料機械性能和微觀組織的影響，獲得了該牌號

4、鋁合金最佳的熱處理工藝，為后續(xù)優(yōu)化HFQ熱處理工藝路線提供支撐;參考HFQ成形工藝板料溫度變化路線，設計并完成了7075-T6鋁合金在25℃-475℃溫度范圍內(nèi)，0.001s-1-0.1s-1應變速率條件下的單向熱力拉伸實驗?；趯嶒灚@得的應力應變曲線，修正Field-Backofen模型，建立了適用于7075-T6鋁合金板材的高溫材料本構(gòu)方程。
　　進一步，以方盒拉深實驗為平臺和模型，采用實驗與仿真相結(jié)合的方法開展了7075-T

5、6鋁合金基于HFQ工藝的溫沖壓成形性能研究。分析了初始成形溫度、壓邊力及潤滑條件等工藝參數(shù)對成形性能的影響。實驗和仿真的結(jié)果均表明:隨著初始成形溫度(25℃-475℃)的升高，7075-T6鋁合金的成形性能有了明顯的改善，在450℃時表現(xiàn)出了最佳的成形性能。同一溫度條件下，隨著壓邊力增大，7075-T6鋁合金的成形性能降低，而成形過程中的壓邊力和坯料尺寸是一對相互影響的工藝參數(shù)，不同的壓邊力和坯料尺寸組合可得到不同的最大拉延深度。本文的