CN112906181A - 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法 - Google Patents

基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112906181A
CN112906181A CN202011607748.XA CN202011607748A CN112906181A CN 112906181 A CN112906181 A CN 112906181A CN 202011607748 A CN202011607748 A CN 202011607748A CN 112906181 A CN112906181 A CN 112906181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium alloy
grain size
pass
forming process
alloy component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011607748.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112906181B (zh
Inventor
夏祥生
胡传凯
黄少东
黄树海
林军
康凤
舒大禹
陈强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Institute of Technology and Engineering of China South Industries Group
Original Assignee
No 59 Research Institute of China Ordnance Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by No 59 Research Institute of China Ordnance Industry filed Critical No 59 Research Institute of China Ordnance Industry
Priority to CN202011607748.XA priority Critical patent/CN112906181B/zh
Publication of CN112906181A publication Critical patent/CN112906181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112906181B publication Critical patent/CN112906181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/26—Composites
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

本发明提供了基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法，步骤包括：以镁合金坯料的初始晶粒尺寸、应变量、变形温度、变形速率为变量，以变形后的镁合金构件晶粒尺寸为目标，设计多组反挤压正交试验，获取各因素对变形后的镁合金构件晶粒尺寸的作用规律；根据镁合金构件的形状特点，确定镁合金构件的成形工艺及次数；对每道次成形工艺进行数值模拟，分析并记录构件的应变分布值；根据每道次初始晶粒尺寸和应变量，该道次要求变形后的晶粒尺寸，以及正交试验结果，选取成形参数。本发明不仅能够精确控制镁合金构件成形过程中的每道次变形参数，而且能够快速实现最终构件晶粒尺寸的精确控制，还有利于提高镁合金构件的综合力学性能。

Description

基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法
技术领域
本发明属于镁合金成形工艺设计技术领域，具体涉及一种基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法。
背景技术
镁合金具有低密度、高比强和优良电磁屏蔽性能等特点，在航空航天及国防军工领域的应用逐渐增大，但在变形构件制备时，在满足高性能的基础上，还需尽可能的实现毛坯精化以节约材料，提高材料利用率，降低材料成本。毛坯精化需多道次精密成形实现，但镁合金多道次成形过程中会出现晶粒易长大的问题，成形前每加热一次，其性能就降低一次，这会直接导致最终构件的性能偏低。
现有方式中，在对镁合金构件进行多道次成形时，都是先根据经验确定成形工艺，然后通过检测成形后的构件质量来验证成形工艺及其参数是否合理，如不合理，则需重新确定成形工艺。显然，现有确定镁合金构件成形工艺的方式效率低下，且准确性较差。
发明内容
本发明目的在于提供一种效率高、准确性好的基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下所述技术方案。
基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，以镁合金坯料的初始晶粒尺寸、应变量、变形温度、变形速率为变量，以变形后的镁合金构件晶粒尺寸为目标，设计多组反挤压正交试验，获取各因素对变形后的镁合金构件晶粒尺寸的作用规律；
步骤2，根据镁合金构件的形状特点，确定镁合金构件的成形工艺及次数；
步骤3，对每道次成形工艺进行数值模拟，分析并记录构件的应变分布值；
步骤4，根据每道次初始晶粒尺寸和应变量，该道次要求变形后的晶粒尺寸，以及正交试验结果，选取成形参数。
进一步地，所述镁合金构件为异形筒管镁合金构件。
有益效果：采用本发明方案，不仅能够精确控制镁合金构件成形过程中的每道次变形参数，而且能够快速实现最终构件晶粒尺寸的精确控制，快速确定异形镁合金构件的成形工艺及其参数，还有利于提高镁合金构件的综合力学性能。
附图说明
图1是实施例中镁合金构件两道次精密成形工艺；
图2是实施例中2道次成形构件应变分布值。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些非本质改进和调整，均在本发明保护范围内。
实施例
一种基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法，具体是采用AZ80镁合金坯料对异形筒管镁合金构件进行成形，步骤如下：
步骤1，以AZ80镁合金坯料的初始晶粒尺寸、应变量、变形温度、变形速率为变量，变形后的异形筒管镁合金构件晶粒尺寸为目标，开展反挤压正交试验，不同因素(条件下)反挤压后的晶粒尺寸见表1，
表1不同因素(条件下)反挤压后的晶粒尺寸
初始晶粒尺寸/μm 应变量/％ 变形温度/℃ 变形速率/s<sup>-1</sup> 变形后晶粒尺寸/μm
50.5 20 400 0.001 35.4
50.5 20 400 0.01 27.8
50.5 20 400 0.1 25.3
50.5 20 370 0.001 24.8
50.5 20 370 0.01 22.8
50.5 20 370 0.1 19.8
23 20 340 0.001 13.8
23 20 340 0.01 11.5
23 20 340 0.1 9.6
… … … … …
步骤2，根据异形筒管镁合金构件的形状特点，设计两道次精密成形方案，分为预成形和终成形，见图1，
步骤3，根据设计的两道次精密成形工艺，对每道次成形工艺进行数值模拟，得到2道次构件的应变分布平均值为1.75，如图2所示；
步骤4，异形筒管镁合金构件第1道次初始晶粒尺寸为50.5μm，根据第1道次的数值模拟，可得其应变量1.79，第1道次要求变形后的晶粒尺寸23μm，根据表1，选取变形温度为370℃、变形速率为0.01s-1；第1道次成形后测得的构件(预成形件)的晶粒尺寸为22.9μm，即第2道次初始晶粒尺寸为22.9μm，根据第2道次的数值模拟，其应变量为1.75，第2道次要求变形后晶粒尺寸9.5μm，根据表1，选取变形温度为340℃、变形速率为0.1s-1，第2道次成形后测得的构件(终成形件)的晶粒尺寸为9.8μm。
对终成形构件进行力学性能测试，其时效后构件沿高度方向的抗拉强度及断后伸长率分别达到407MPa和12.0％。
本实施例中，不仅能够精确控制异形筒管镁合金构件成形过程中的每道次变形参数，而且能够快速实现最终构件(异形筒管)晶粒尺寸的精确控制，快速确定异形筒管镁合金构件的成形工艺及其参数，还有利于提高镁合金构件的综合力学性能。

Claims (2)

1.基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，以镁合金坯料的初始晶粒尺寸、应变量、变形温度、变形速率为变量，以变形后的镁合金构件晶粒尺寸为目标，设计多组反挤压正交试验，获取各因素对变形后的镁合金构件晶粒尺寸的作用规律；
步骤2，根据镁合金构件的形状特点，确定镁合金构件的成形工艺及次数；
步骤3，对每道次成形工艺进行数值模拟，分析并记录构件的应变分布值；
步骤4，根据每道次初始晶粒尺寸和应变量，该道次要求变形后的晶粒尺寸，以及正交试验结果，选取成形参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述镁合金构件为异形筒管镁合金构件。
CN202011607748.XA 2020-12-30 2020-12-30 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法 Active CN112906181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011607748.XA CN112906181B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011607748.XA CN112906181B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112906181A true CN112906181A (zh) 2021-06-04
CN112906181B CN112906181B (zh) 2023-07-21

Family

ID=76112143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011607748.XA Active CN112906181B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112906181B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304685A (zh) * 2011-10-13 2012-01-04 中国兵器工业第五九研究所 一种细晶镁合金的制备方法
CN103279596A (zh) * 2013-04-28 2013-09-04 中国兵器工业第五九研究所 一种基于数值模拟的可变速度控制温挤压方法
CN106424500A (zh) * 2016-12-14 2017-02-22 中南大学 一种面向锻件目标晶粒组织的等温模锻工艺轨迹规划方法
CN106650112A (zh) * 2016-12-26 2017-05-10 南京工程学院 镍基合金管材热挤压工艺参数获取方法以及装置
CN109127754A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 重庆大学 一种超细晶镁合金挤压棒材的制备方法
CN110964994A (zh) * 2020-01-19 2020-04-07 中南大学 一种镍基合金热加工工艺的制定方法
CN111767665A (zh) * 2020-06-10 2020-10-13 中国航发北京航空材料研究院 一种高温合金盘锻件制坯用模具的型腔设计方法
CN111872116A (zh) * 2020-07-28 2020-11-03 西安建筑科技大学 一种明确考量组织性能目标要求的热连轧参数确定方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102304685A (zh) * 2011-10-13 2012-01-04 中国兵器工业第五九研究所 一种细晶镁合金的制备方法
CN103279596A (zh) * 2013-04-28 2013-09-04 中国兵器工业第五九研究所 一种基于数值模拟的可变速度控制温挤压方法
CN106424500A (zh) * 2016-12-14 2017-02-22 中南大学 一种面向锻件目标晶粒组织的等温模锻工艺轨迹规划方法
CN106650112A (zh) * 2016-12-26 2017-05-10 南京工程学院 镍基合金管材热挤压工艺参数获取方法以及装置
CN109127754A (zh) * 2018-08-29 2019-01-04 重庆大学 一种超细晶镁合金挤压棒材的制备方法
CN110964994A (zh) * 2020-01-19 2020-04-07 中南大学 一种镍基合金热加工工艺的制定方法
CN111767665A (zh) * 2020-06-10 2020-10-13 中国航发北京航空材料研究院 一种高温合金盘锻件制坯用模具的型腔设计方法
CN111872116A (zh) * 2020-07-28 2020-11-03 西安建筑科技大学 一种明确考量组织性能目标要求的热连轧参数确定方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NOEL DEEPAK SHIRI等: "Investigation of the effect of aging variables on the impact behaviour of Al 6061 alloy and its composites", 《NATIONAL CONFERENCE ON CHALLENGES IN RESEARCH & TECHNOLOGY IN THE COMING DECADES (CRT 2013)》, pages 1 - 6 *
李立新等: "轧制参数对板带晶粒尺寸影响的模拟分析和工艺优化模型", 《特殊钢》, vol. 26, no. 4, pages 6 - 8 *
王根田: "20Mn Ni Mo 核电用钢的热变形宏微观演化行为研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》, no. 03, pages 042 - 1826 *
陈燕楠: "AM60镁合金塑性成形性能研究及微观组织演变模拟", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *
陈燕楠: "AM60镁合金塑性成形性能研究及微观组织演变模拟", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 02, 15 February 2014 (2014-02-15), pages 4 - 3 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112906181B (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104077439B (zh) 一种新型高强钢轮辐拉深冲孔复合工序的数值模拟方法
CN101811156A (zh) 基于cae分析法获取板材成型回弹量的方法
CN110162907B (zh) 一种利用数值模拟研究得到表征板材成形性各项参数窗口值的方法
CN103344478B (zh) 一种测定薄板反向加载包辛格效应的方法
CN107532980B (zh) 剪切边缘能否成型的评价方法
CN102142054B (zh) 一种铝合金蒙皮拉伸成形道次划分方法
CN112906181B (zh) 基于细晶的镁合金多道次成形工艺设计方法
CN108088407B (zh) 光学玻璃制品形貌偏差校正方法及系统
CN115824799A (zh) 一种基于应变能评定取向硅钢加工性的方法
CN106503389A (zh) 一种快速确定热冲压生产线工艺参数的数值方法
CN115618599A (zh) 一种提高钛合金疲劳强度的锻造工艺制定方法及系统
CN104203447A (zh) 渐进成形方法
CN113764056A (zh) 一种获得材料多应变率下高精度硬化模型参数的方法
CN108595896A (zh) 汽车板冲压仿真用材料数据的分析方法
CN109992912A (zh) 一种基于变异系数法的最优回弹补偿系数确定方法
CN104400352A (zh) 一种半硬态铜管加工方法
CN113343381B (zh) 内外齿薄壁零件型轧中减薄率对回弹影响规律的分析方法
CN114357804A (zh) 线材弯曲成形回弹补偿方法
CN107363173A (zh) 一种板料成型加工回弹算法
CN111597658B (zh) 一种提高各类碟形弹簧加工合格率的方法
CN112507447A (zh) 车用钢力学性能数据库的构建方法、装置、系统及存储介质
CN113848152B (zh) 一种含氟聚合物熔融粘度的测定方法
CN118133465B (zh) 基于mes的高强度轻量化铝合金冷冲压数据验证方法
CN101135620A (zh) 具有上下屈服点的拉伸标样的制作方法
CN113297757B (zh) 铝合金板材电致塑性渐进成形破裂的预测方法及预测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240319

Address after: 400039 Chongqing Jiulongpo Yuzhou Road No. 33

Patentee after: Southwest Institute of technology and engineering of China Ordnance Equipment Group

Country or region after: Zhong Guo

Address before: 400039 Chongqing Jiulongpo Yuzhou Road No. 33

Patentee before: NO 59 Research Institute OF CHINA ORDNACE INDUSTRY

Country or region before: Zhong Guo