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一种合金板材热成形极限曲线的测定方法龙8国际娱乐网址 

龙8国际娱乐网址 编号:22226120 阅读:7 留言:0更新日期:2019-10-09 01:04
本发明专利龙8国际娱乐网址 提供了一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,属于合金成形极限曲线测量领域。本发明专利龙8国际娱乐网址 使用氮化硅陶瓷球和二硫化钼为传压介质,具有耐高温的优点,可实现更高的压力、可用于更宽的温度范围;通过改变传压介质构成和模具共同实现了双拉应变区不同应变加载路径;合金板材变形过程中应变测量通过在线视觉测量龙8国际娱乐网址 来实现,通过以上三点组合实现合金板材在更宽的温度区间内、更多的加载路径下、更精确的应变测量条件下的成形极限曲线试验获取方法。

A Method for Determining the Hot Forming Limit Curve of Alloy Sheets

【龙8国际娱乐网址 实现步骤摘要】
一种合金板材热成形极限曲线的测定方法
本专利龙8国际娱乐网址 涉及合金成形极限曲线测量
,具体涉及一种合金板材热成形极限曲线的测定方法。
龙8国际娱乐网址 介绍
在航空航天及汽车制造等领域,高强金属合金板材(铝合金板、镁合金板、钛合金板等)的运用已成为实现构件轻量化和保证足够强度的主要途径之一。然而,高强板材在室温条件下塑性变形能力差,很难通过冲压加工得到形状复杂的零件。因此,该类板材的塑性加工往往需要在高温条件下进行,低则200℃~300℃,高则接近1000℃。如何获取高温条件下的成形极限曲线来评估该类板材在特定工艺温度条件下的最大成形能力是一项比较困难而又意义重大的工作。一般而言,获得成形极限曲线的方法主要有理论方法和试验方法。理论获取成形极限曲线的方法限于所用理论的适用性和准确性,往往会出现理论与实际偏差很大的情况。因此,在工业生产中对于不同的原材料,采用试验的方法获取成形极限曲线是最有效、可靠的方法。传统的冷冲压成形中,试验获取成形极限曲线的方法主要有圆柱形凸模试验方法、半球形凸模试验方法和液压胀形试验方法。在前两种刚性凸模试验方法中,通过改变试样与凸模接触时的润滑状态实现双拉应变区的不同应变加载路径来获得成形极限图右侧区域,但是,高温下的润滑介质的选择有限,其润滑效果的改变不能使试件的应变范围较多地覆盖成形极限图所要求的区域。液压胀形试验方法通过改变凹模形状来实现双拉应变区的不同加载路径,以获得较完整的成形极限图右侧区域,但是,限于液体介质和装置密封原件的耐热能力限制,该方法所适用的变形温度范围一般不超过300℃,因此难以获取高温条件下的板材成形极限曲线。在获取成形极限曲线的试验中,应变主要通过网格分析龙8国际娱乐网址 来获得。试验前在板材上印制大小相同的方形或圆形网格,试验后测量颈缩和破裂位置及其附近网格尺寸的变化,然后通过一系列数学处理方法得到失效时刻的第一主应变和第二主应变。常用印制网格的方法有:油墨丝网印制法、电化学腐蚀法、激光刻烛法。无论何种方法,高温条件下网格的清晰度都会受到影响,后续应变分析的精度便难以保证。综上所述,现有获取成形极限曲线的试验方法在高温条件下难以实施的主要原因可归结为以下两点:一是高温条件下不同应变路径的加载方式难以实现;二是高温条件下的应变测量难以保证精度。
龙8国际娱乐网址 实现思路
本专利龙8国际娱乐网址 的目的是提供一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,用于更宽变形温度区间的成形极限曲线试验测定方法,为铝或镁合金板材高温条件下的成形极限曲线绘制提供一种切实可行的试验方法。本专利龙8国际娱乐网址 提供一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,包括以下步骤:(1)在合金板材的单面喷涂有机硅耐高温漆,制作斑点,得到预处理合金板材,所述合金板材为铝合金板材或镁合金板材;(2)提供传压介质,所述传压介质包括氮化硅陶瓷球和二硫化钼,所述氮化硅陶瓷球的粒径为0.1、0.3或0.5mm,所述氮化硅陶瓷球和二硫化钼的体积比为9:1或8:2;(3)通过热成形极限曲线测量装置对所述预处理合金板材、传压介质以及模具分别进行预热,所述预处理合金板材、传压介质和模具的预热温度独立地为高于所述合金板材成形温度10~20℃;所述模具为椭圆形胀形模具,所述模具的长轴直径为100mm,短轴直径分别为100,90,80,60和40mm;(4)施加边压力,所述边压力的压力率为0.0045或0.045MPa·s-1;(5)通过在线视觉测量系统记录应变数据,利用在线视觉测量系统软件计算不同传压介质以及不同模具条件下失效临界时刻的第一主应变和第二主应变作为极限主应变,将得到的极限主应变绘制在成形极限图中,得到合金板材热成形极限曲线;对所述步骤(1)和(2)没有时间上的限定。优选地,所述步骤(1)中合金板材为圆形,所述合金板材的直径为180~200mm,厚度为1~1.5mm。优选地,所述步骤(3)中预处理合金板材、传压介质以及模的预热升温速率独立地为5~10℃/min。优选地,所述步骤(3)中预热温度独立地为260~270℃或230~240℃。优选地,所述步骤(5)中在线视觉测量系统位于热成形极限曲线测量装置的上模上方。优选地,所述步骤(5)中计算极限主应变包括以下步骤:在破裂位置附近区域提取第一主应变和第二主应变,分别求取平均值作为极限主应变。本专利龙8国际娱乐网址 提供一种铝合金板材热成形极限曲线的测定方法,包括以下步骤:(1)在合金板材的单面喷涂有机硅耐高温漆,制作斑点,得到预处理合金板材,所述合金板材为铝合金板材或镁合金板材;(2)提供传压介质,所述传压介质包括氮化硅陶瓷球和二硫化钼,所述氮化硅陶瓷球的粒径为0.1、0.3或0.5mm,所述氮化硅陶瓷球和二硫化钼的体积比为9:1或8:2;(3)通过热成形极限曲线测量装置对预处理合金板材、传压介质以及模具分别进行预热,所述预处理合金板材、传压介质和模具的预热温度独立地为高于所述合金板材成形温度10~20℃;所述模具为椭圆形胀形模具,所述模具的长轴直径为100mm,短轴直径分别为100,90,80,60和40mm;(4)施加边压力,所述边压力的压力率为0.0045或0.045MPa·s-1;(5)通过在线视觉测量系统记录应变数据,利用在线视觉测量系统软件计算不同传压介质以及不同模具条件下失效临界时刻的第一主应变和第二主应变作为极限主应变,将得到的极限主应变绘制在成形极限图中,得到合金板材热成形极限曲线;对所述步骤(1)和(2)没有时间上的限定。本专利龙8国际娱乐网址 使用氮化硅陶瓷球和二硫化钼为传压介质,具有耐高温的优点,可实现更高的压力、可用于更宽的温度范围,在高温条件下为成形极限曲线试验获取过程中的合金板材自由胀形提供加载压力;通过改变传压介质构成和模具共同实现了双拉应变区不同应变加载路径,避免了高温条件下通过改变摩擦状态来获取不同加载路径存在的应变路径区别不明显的现象,有效解决了现有龙8国际娱乐网址 测量结果在双拉应变区较为集中的问题,能够有效提升成形极限曲线绘制的准确性;合金板材变形过程中应变测量通过在线视觉测量龙8国际娱乐网址 来实现,根据板料变形过程中第一主应变和第二主应变的变化历史来确定极限主应变,使得成形极限曲线的确定更加准确,克服了油墨丝网印制法、电化学腐蚀法、激光刻烛法在高温条件难以实施或测量误差大的问题,且根据应变历史变化确定极限应变,可以与同步获取的加载曲线对比分析,能够准确地辨识板材变形失稳开始和断裂发生时刻板面主应变数值,通过以上三点组合实现合金板材在更宽的温度区间内、更多的加载路径下、更精确的应变测量条件下的成形极限曲线试验获取方法。附图说明图1为本专利龙8国际娱乐网址 铝合金板材热成形极限曲线的测定方法使用的模具的结构图;图2为本专利龙8国际娱乐网址 使用的热成形极限曲线测量装置以及在线视觉测量系统的结构图;图3为本专利龙8国际娱乐网址 实施例1得到的第一个试验数据点图;图4为本专利龙8国际娱乐网址 实施例1不同应变路径下的极限主应变点图;图5为本专利龙8国际娱乐网址 实施例17075铝合金板材的成形极限曲线;图6为本专利龙8国际娱乐网址 实施例2得到的第一个试验数据点图;图7为本专利龙8国际娱乐网址 实施例2不同应变路径下的极限主应变点图;图8为本专利龙8国际娱乐网址 实施例2AZ31镁合金板材的成形极限曲线。具体实施方式本专利龙8国际娱乐网址 提供一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,包括以下步骤:(1)在合金板材的单面喷涂有机硅耐高温漆,制作斑点,得到预处理合金板材,所述合金板材为铝合金板材或镁合金板材;(2)提

【龙8国际娱乐网址 保护点】
1.一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,包括以下步骤:(1)在合金板材的单面喷涂有机硅耐高温漆,制作斑点,得到预处理合金板材,所述合金板材为铝合金板材或镁合金板材;(2)提供传压介质,所述传压介质包括氮化硅陶瓷球和二硫化钼,所述氮化硅陶瓷球的粒径为0.1、0.3或0.5mm,所述氮化硅陶瓷球和二硫化钼的体积比为9:1或8:2;(3)通过热成形极限曲线测量装置对所述预处理合金板材、传压介质以及模具分别进行预热,所述预处理合金板材、传压介质和模具的预热温度独立地为高于所述合金板材成形温度10~20℃;所述模具为椭圆形胀形模具,所述模具的长轴直径为100mm,短轴直径分别为100,90,80,60或40mm;(4)施加边压力,所述边压力的压力率为0.0045或0.045MPa·s

【龙8国际娱乐网址 特征摘要】
1.一种合金板材热成形极限曲线的测定方法,包括以下步骤:(1)在合金板材的单面喷涂有机硅耐高温漆,制作斑点,得到预处理合金板材,所述合金板材为铝合金板材或镁合金板材;(2)提供传压介质,所述传压介质包括氮化硅陶瓷球和二硫化钼,所述氮化硅陶瓷球的粒径为0.1、0.3或0.5mm,所述氮化硅陶瓷球和二硫化钼的体积比为9:1或8:2;(3)通过热成形极限曲线测量装置对所述预处理合金板材、传压介质以及模具分别进行预热,所述预处理合金板材、传压介质和模具的预热温度独立地为高于所述合金板材成形温度10~20℃;所述模具为椭圆形胀形模具,所述模具的长轴直径为100mm,短轴直径分别为100,90,80,60或40mm;(4)施加边压力,所述边压力的压力率为0.0045或0.045MPa·s-1;(5)通过在线视觉测量系统记录应变数据,利用在线视觉测量系统软件计算不同传压介质以及不同模具条件下失效临界时刻的...

【专利龙8国际娱乐网址 属性】
龙8国际娱乐网址 研发人员:董国疆杜飞王威杨卓云赵长财
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:河北,13

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