一家专注流体压力成形技术
【作 者】丁泰然;胡成亮;赵震;龚爱军;施卫兵
基于节能与环保的强烈需求，汽车轻量化已经成为汽车发展的重要方向，管坯镦挤成形工艺越来越受到关注。管坯镦挤成形零件容易在内壁处产生凹陷或折叠［1-2］，这些缺陷会导致零件不合格。针对镦挤成形中出现的缺陷，Petersen S B 等［3］采用有限元法分析了不同工艺参数下金属的流动规律，总结了 3 种典型的缺陷模式; Arentoft M 等［4］分析了金属材料流变行为对镦挤成形的影响，发现材料的应变强化指数对成形质量有显著影响，应变强化明显的材料更容易产生缺陷; Lopes A B 等［5］根据镦挤过程中位错微观结构的演变规律分析了纯铝的强化机制，发现金属变形死区是导致缺陷的主要原因。基于上述研究可以看出，管坯镦挤过程缺陷的影响因素较多，包括工艺参数、材料宏观硬化特征与微观结构等。为了避免缺陷过早产生，热处理材料改性［2］、两步镦挤成形工艺［6］以及填充可压缩材料辅助成形方法［7］等措施被提出。
本文针对镦挤成形过程中内壁的凹陷或折叠缺陷，建立了考虑凹陷缺陷的平行速度场，并根据上限理论进行了求解，建立了凹陷判别式，确定了管坯镦挤的成形极限，探讨了相关工艺参数对成形极限的影响。
【结 论】
通过上限法对管坯中部镦挤工艺进行分析，结合凹陷判别式绘制出了成形极限图，分析了影响缺陷产生的关键参数并划分了安全区和危险区。所得结论如下:
（1）管坯尺寸参数诸如管坯内外径比和相对法兰高度对成形极限有影响; 工艺参数例如摩擦条件对成形极限有影响。
（2）相对法兰高度越高，所能成形的管坯内外径比就越小; 管坯内外径比越大，所能成形的相对法兰高度就越低。
但是，平行速度场的假设未能非常准确地描述真实的金属流动，在下一步工作中计划建立更为精确的速度场，进一步描述金属流动情况。
以下是正文：
