4032铝合金棒材高温挤压过程中变形温度的模拟_朱光磊

对4032铝合金棒材高温挤压过程变形温度的模拟

第43卷第4期2014年8月有色金属加工

NONFERROUSMETALSPROCESSING

Vol.43No.4

August2014

4032铝合金棒材高温挤压过程中变形温度的模拟

1222

朱光磊,长海博文,李新涛,纪黎

(1.中国铝业科学技术研究院,北京100082;2.苏州有色合金研究院有限公司,江苏苏州215026)

要:采用有限元法对4032铝合金高温挤压过程进行模拟,得到了不同挤压速度和挤压温度下变形温度的分布规律。

结果表明:在4032铝合金高温挤压过程中,变形温度随挤压速度和挤压温度的提高而增加。选取合理的挤压温度和挤压速度既能有效提高挤压过程中的变形温度,又能避免变形温度最大值Tmax超过合金过烧温度,并由此确定4032铝合金高温挤压的最佳工艺范围。

关键词:4032铝合金;高温挤压;挤压速度;挤压温度中图分类号:TG379

文献标识码:A

文章编号:1671-6795(2014)04-0013-04

4032铝合金中Si含量较高为11.5%~12.5%,具有耐磨性、抗腐蚀性、热膨胀系数低、疲劳性能好、使用寿命长等特点,该合金已广泛用于承受高温、高压及快速往返运动的零部件

[1-3]

OlympusGX51型金相显微镜下进行组织分析,最后在MTS810电子万能材料试验机上进行抗拉强度、屈服强度和伸长率等力学性能的检测。

表1

Tab.1

挤压筒温度/℃

420

。传统铸造时由于

挤压工艺参数

受铸造条件及变质工艺等限制,合金力学性能的提高幅度十分有限,很难满足高性能零件使用性能的要求。4032铝合金锻造变形前可通过热挤压及热处理来改善该合金的力学性能,尤其是塑性力学性能

[4-5]

Extrusionprocessparameters

挤压温度/℃挤压速度/mm/s挤压比450~500

1~20

18

模具温度/℃

400

。目前关于4032铝合金棒材挤压工艺方面的

尤其国内在高温挤压工艺的方面报道研究报道不多,

几乎空白。因此,本文基于有限元法,针对4032铝合金高温挤压,分析挤压速度和挤压温度对变形温度(挤压温度再加上变形热效效应引起的温升)的影响,并根据模拟结果确定4032铝合金高温挤压的最佳工艺范围,为制定4032铝合金高温挤压工艺制度提供理论依据。

2

2.1

4032铝合金挤压过程的有限元计算

几何模型建立

为了减小数值模拟的运算量和提高其计算效率,

本文采用二维有限元对4032铝合金棒材挤压过程进行模拟。首先利用Autocad对挤压坯料、挤压筒、模具接着将各个实体模型导和挤压垫进行二维实体建模,

入有限元软件中进行定位、装配、网格划分。在对坯由于工作带邻近区域应变较大,料进行网格划分时,

需对其网格细化,网格绝对长度1mm,最大网格与最小网格的比为2,初始单元数目5445,具体有限元模型研究坯料变形温度的分布状况需如图1所示。此外,

坯料定义塑性将挤压筒及挤压模具定义为刚性体,

体。挤压筒及挤压模具与坯料的所有接触定义为接摩擦模型定义为剪切摩擦,摩擦因数均取0.6,触副,

2

坯料与挤压筒和挤压模具换热系数11W/(m·k),该3

密度2.63g/cm、比热合金的热导率163W/(m·K)、[6,7]

。容0.9KJ/(kg·K)

1试验方法

材料选用4032铝合金半连续铸造铸锭,挤压坯

料尺寸Φ127×300mm,成品棒材尺寸Φ30mm,为了消除内应力和晶粒内部偏析,提高坯料塑性,在8MN正向挤压设备上挤压前,需对坯料进行均匀化处理(520℃×6h),挤压具体工艺参数如表1所示。棒材挤压完毕后,对棒材进行T6(525℃×3h+170℃×10h)热处理,为了观察T6热处理后棒材显微组织特征,对T6热处理后的棒材中部进行取样,长度25mm,所取试样沿纵向剖开,经研磨、抛光、腐蚀后,在

收稿日期:2014-01-22

作者简介:朱光磊(1976-),男,博士,主要从事铝合金加工技术的研发工作。

相关文档
挤压与拉拔复习题答案
? 挤压垫—防止高温金属与挤压杆直接接触,并防止...无缩尾铜合金棒材、钨棒、宽度大于挤压筒直径的壁板...变形温度较低,金属出模孔后再结晶不完全; 且挤压...
安工大挤压与拉拔复习题答案
挤压效应:某些高合金化、并含有过渡族元素的铝合金...适合用实心锭挤压型材、棒材,用组合模挤压空心型材。...b、温度不同,可能产生不同相态组织。 c、在高温...
【论文】4032铝合金棒材热处理工艺研究
4032铝合金棒材热处理工艺研究_材料科学_工程科技_专业资料。第4 4卷 第1期 有 色金 属Jj~'r NONFERROUS METALS PROCESSING VOl_44 NO.1 2 ...
2011年哈工大材料专业作业
镁合金冷轧变形不易进行,不能像铝合金那样可以...目前主要用于热挤压合金棒材, 型材, 管材,板材。...23.为什么镁合金室温塑性加工困难,而高温塑性加工相对...
挤压拉拔
18.挤压力:挤压过程中,通过挤压杆和挤压垫作用在...5)变形温度:一般来说,随着变形温度 的升高,金属的...粗晶环与粗晶芯:反挤压棒材横截面边缘只有较轻微的...
合金挤压-剪切变形行为的物理和数值模拟研究_图文
分析ES挤压过程合金材料的 变形行为,讨论挤压力、...开动热模拟仪,并挤压棒料,主要的挤压工艺参 数见...镁合金的熔点 为623℃,因此高温压缩的实验温度范围...
挤压拉拔
4.粗晶环与粗晶芯 反挤压棒材横截面边缘只有较轻微...(5) 变形温度: 一般来说, 随着变形温度的升高, ...18.粗晶环 (1)概念 许多合金(特别是铝合金)热...
合金挤压_剪切变形行为的物理和数值模拟研究_胡红军 ...
发现 ES工艺中镁合金发生了特有的动态再结晶过程,...当温度达到所需值 时,开动热模拟仪,并挤压棒料,...镁合金的熔点 为 623 ℃, 因此高温压缩的实验温度...
GB3191-1998铝及铝合金挤压棒材
GB3191-1998铝及铝合金挤压棒材_材料科学_工程科技_专业资料 暂无评价0人阅读0次下载举报文档 GB3191-1998铝及铝合金挤压棒材_材料科学_工程科技_专业资料。 ...
挤压
19.反挤压棒材纵向低倍组织上,沿中心缩尾边缘一直...(4)变形程度(或挤压比)(5)变形温度; ;(6)变形...许多合金(特别是铝合金)热挤压制品,经热处理后,...
4032铝合金论文:4032铝合金涡旋盘锻件组织性能研究
铝合金锻造过程中常见的缺陷及分析 1.5.2 有限元模拟在锻造缺陷分析中应用 ...4032 铝合金挤压棒材性能测试 4.3.1 时效温度4032 铝合金挤压棒材性能的影响...
相关主题
热门文档