AA5083鋁合金薄板熱沖壓技術

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AA5083鋁合金薄板熱沖壓技術

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

試驗研究包括試驗室臺架試驗（單軸向拉伸試驗和Nakajima試驗）和工業試驗兩種。

單軸向拉伸試驗中，試樣被穩定加熱至不同測試溫度（300、 400、450、500℃）并保持90s，然后以一定應變速率拉伸直至斷裂失效。試驗結果表明：①材料屈服應力隨溫度升高逐漸減?。虎诓牧系母飨虍愋允軠囟群蛻兯俾视绊懞苄。?50℃時稍大）；③低溫低應變速率下延展性較差，斷裂應變峰值點溫度為450℃，應變速率為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試驗依據ISO12004，針對不同溫度、應變速率下AA5083試樣的成形極限進行了測試。結果表明，材料成形性與室溫下相比得到了極大的提升，且在450℃時達到峰值，隨后略微降低。

工業試驗中，利用熱沖壓技術加工AA5083發動機蓋，成形溫度為400、450、500℃，應變速率為1/s。加工后發現，成形溫度為400℃和500℃時零件出現明顯失效變形；而450℃時，零件結構合理、力學性能良好，與臺架試驗結果吻合。

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