[發明專利]一種鋁合金擠壓極限圖的構建方法

在審

• 申請號: 202010973582.7
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112214879A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 張瑾;張飛;葉翔;周建波
• 申請（專利權）人: 寧波錦越新材料有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 寧波知坤專利代理事務所(特殊普通合伙) 33312
• 代理人: 段艷艷

本發明涉及一種鋁合金擠壓極限圖的構建方法，包括以下步驟：步驟一，構建鋁合金本構模型；步驟二，構建鋁合金擠壓力臨界模型并繪制壓力極限圖；步驟三，構建鋁合金溫升極限模型并繪制溫升極限圖；步驟四，合并步驟二中的壓力極限圖和步驟三中的溫升極限圖，得到鋁合金擠壓極限圖。本發明鋁合金擠壓極限圖的構建方法采用熱壓縮試驗構建真實反映材料在不同加熱溫度下的本構模型，并構建基于本構模型的合金擠壓力臨界模型和基于溫度因素的溫升極限圖，為鋁合金型材擠壓工藝制定提供了便捷手段，改變了當前擠壓工藝預試制與預試錯模式，同時，為實際生產環節提供了可指導的工藝參數。本發明為大型高品質鋁合金型材熱擠壓工藝的制定奠定理論基礎。

技術領域

本發明涉及鋁合金熱擠壓技術領域，尤其是涉及一種鋁合金擠壓極限圖的構建方法。

背景技術

近年來，由于各行業對小型化、輕量化的追求，鋁及鋁合金型材被廣泛應用于建筑、交通運輸、電子電器、航天航空等行業。因此鋁擠壓制品的比例也迅速增加，據資料顯示，擠壓加工制品中鋁及鋁合金制品約占70％以上。鋁擠壓成型是對放在模具型腔或擠壓筒內的金屬坯料施加強大的壓力，迫使金屬坯料產生定向塑性變形，從擠壓模具的模孔中擠出，從而獲得所需斷面形狀、尺寸并具有一定力學性能的零件或半成品的塑性加工方法，大型高品質鋁合金型材的熱擠壓工藝直接影響鋁合金產品的性能。

目前，新型鋁合金型材開發過程中的擠壓工藝制定只能通過試錯模式，耗時長、耗材多。且現有報道中，多為合金成形極限研究，試驗手段多為脹形，主要是分析應力應變關系，對于鋁合金擠壓成形極限圖研究鮮有報道。

發明內容

本發明設計了一種鋁合金擠壓極限圖的構建方法，其解決的技術問題是新型鋁合金型材開發過程中的擠壓工藝制定只能通過試錯模式，耗時長、耗材多。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案：

一種鋁合金擠壓極限圖的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，構建鋁合金本構模型；

步驟二，構建鋁合金擠壓力臨界模型并繪制壓力極限圖；

步驟三，構建鋁合金溫升極限模型并繪制溫升極限圖；

步驟四，合并步驟二中的壓力極限圖和步驟三中的溫升極限圖，得到鋁合金擠壓極限圖。

進一步，步驟一中，所述鋁合金本構模型基于雙曲正弦函數構建而成，其中，Z代表雙曲正弦函數，A為結構因子，α為應力水平參數，σ為流變應力，n為應力指數，為應變速率、Q為變形激活能，T為絕對溫度，R為氣體常數(8.314J/mol˙K)。

進一步，所述雙曲正弦函數中各參數由合金熱壓縮試驗應力-應變數據，通過迭代計算求得。

進一步，步驟二中，所述鋁合金擠壓力臨界模型函數為，

其中，p為臨界擠壓力，k_f為鋁合金斷面復雜程度修正系數，σ_p為最大變形抗力，α為模角，m_z、m_t和m_d分別表示死區界面、擠壓筒壁和定徑帶上的摩擦系數，m_tk、m_dk分別為擠壓筒壁、定徑帶上的摩擦應力，，k＝σ_p/(3^1/2)，ε＝lnλ，λ為擠壓比，L_t＝L-h_sl，L為坯料填充后長度，h_sl為死區高度，l_d和l_s分別為定徑帶長度和鋁合金周長，D_t和S_e分別表示擠壓筒直徑和鋁合金橫截面積。

進一步，采用平模擠壓時，α＝65°。