AZ31B镁合金手机外壳拉深模具设计
镁合金AZ31B板材温成形流变规律及本构模型
镁合金 Ａ Ｚ ３ １ Ｂ板 材 温成 形流 变规 律 及 本 构 模 型
（ 上海通用汽车有限公司， 上海 ２ Ｏ １ ２ Ｏ ６ ） 罗仁 平
（ 上海大学 材料科学与工程学院，上海 ２ ０ ０ Ｏ ７ ２ ） 黄 雷 戴 儇 王 武 荣
摘 要 ：通过 ＡＺ ３ １ Ｂ镁合金板材高温拉伸实验 ，分别讨论 了成形温度 、应变 速率以及各 向异 性对镁 合金流 变的影
响。实验结果表明 ，温度越高 、应变速率越低 ，镁合金 的塑性越好 ；取样方 向与轧制方 向成 ４ ５ 。 时 ，由于在 此方位 孪生取 向因子最大 ，因而该方 向的塑性很高 ，与 ０ 。 方向塑性基本相 同。对变形后 的镁合 金进行金相 组织观察发 现 ，
２ ５ ０ ℃时镁合金显微组织几乎都是 由细小 的等轴 晶粒组成 ，优于其他温度下 的显 微组织 ；结合 温度对镁合金 流变的 影响 ，确定镁合金 的最佳温成形温度为 ２ ５ ０ 。 Ｃ。依据实验数据建立 了两种硬化本构模型 ，即 Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ — Ｂ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ｅ ｎ 模 型和
指数模型 。分别将两种模型预测结果与实验数据对 比表明 ，采用指数模 型能更好 的预测镁合金温成形流变应力 。
关键词 ： 镁合金 ；温成形 ；流变规律 ；最佳温成形温度 ；本构模型
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｇ１ ４ ６ ． ２ ＋２ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ７ — ２ ０ １ ２（ ２ ０ １ ５ ）０ １ — ０ ０ ８ ２ — ０ ６
第 ２ ２ 卷 第 １ 期 ２ ０ １ ５年 ２月
塑 性 工程 学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｐ ＬＡＳ ＴＩ ＣＩ ＴＹ Ｅ ＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ
拉深模具设计毕业设计
拉深模具设计毕业设计拉深模具设计毕业设计在工程设计领域，模具设计是一个非常重要的环节。
而在模具设计中，拉深模具设计更是一项关键的技术。
本文将探讨拉深模具设计的一些基本原理和方法，以及一些实际案例的分析。
一、拉深模具设计的基本原理拉深模具设计是指通过模具的形状和结构，将平面材料加工成具有一定深度和形状的零件。
其基本原理是利用模具的压力和拉力，使得材料在一定的温度和压力下，发生塑性变形，从而得到所需的产品。
在进行拉深模具设计时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 材料选择：不同的材料具有不同的塑性变形特性，因此在模具设计中需要根据产品的要求选择合适的材料。
常用的材料有铝合金、钢材等。
2. 模具结构：模具的结构直接影响拉深过程中材料的变形情况。
合理的模具结构可以减少材料的变形和裂纹的发生。
常见的模具结构包括上模、下模和模具座等。
3. 模具温度控制：模具温度对拉深过程中材料的塑性变形有重要影响。
合适的温度可以提高材料的延展性，减少材料的裂纹。
因此，在模具设计中需要考虑温度控制的方法和设备。
二、拉深模具设计的方法在进行拉深模具设计时，可以采用以下几种方法：1. 二维绘图法：通过绘制零件的二维视图，确定拉深的形状和尺寸。
然后根据拉深的要求，设计相应的模具结构。
2. 三维建模法：通过使用计算机辅助设计软件，进行三维建模。
通过对零件进行三维建模，可以更加直观地了解零件的形状和结构，从而设计出更加合理的模具。
3. 实验法：通过进行实验，观察和分析材料在不同条件下的变形情况，从而确定合适的拉深模具设计方案。
实验法可以更加直观地了解材料的变形规律，但需要较长的时间和较高的成本。
三、案例分析下面通过一个实际案例，来分析拉深模具设计的一些问题和解决方案。
某公司需要生产一个深度为10mm的圆形金属盒子，直径为100mm。
通过分析材料的塑性变形特性和产品的要求，确定了拉深模具设计的方案。
首先，根据产品的要求，选择了适合的材料。
AZ31镁合金板材的限制性模压工艺研究中期报告
AZ31镁合金板材的限制性模压工艺研究中期报告
中期报告：AZ31镁合金板材的限制性模压工艺研究
研究背景：AZ31镁合金是一种具有良好可加工性和高强度的轻质材料，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
其中，板材常用于结构件的制造，而限制性模压（SPM）工艺是一种替代传统冷轧加工的新技术，能够实现高效率的材料成形。
研究目的：探究AZ31镁合金板材限制性模压工艺的可行性，并优化工艺参数。
研究内容：
1.实验设计
选取板材厚度、阳极氧化层厚度、模具间隙、模具温度等因素进行组合实验设计，通过统计分析得到主要因素和交互作用。
2.材料制备
采用真空电弧熔炼-铸态轧制-热轧制备AZ31镁合金板材，取样制备阳极氧化层。
3.限制性模压加工
采用硬合金模具进行模压加工，记录压力、温度等参数，得到板材的力学性能和表面质量。
研究进展：
1.实验结果分析
通过方差分析（ANOVA）得出最优组合方案为板材厚度为1mm、阳极氧化层厚度为10μm、模具间隙为0.05mm、模具温度为160℃，对应材料的屈服强度和延伸率分别为174MPa和17.5%。
2.优化参数探究
根据实验结果，进行模具温度与间隙的交互作用分析，确定最佳阈值为模具温度为150℃，间隙为0.1mm。
3.力学性能评估
采用拉伸试验和显微组织观察等方法，评估板材的力学性能和表面质量，发现其较高的屈服强度和延伸率在实际应用中能够获得更好的机械性能。
结论与展望：
AZ31镁合金板材的限制性模压工艺是可行的，并且在适当的参数范围内能够得到优化的力学性能和表面质量。
未来，需要进一步探究工艺的稳定性和应用范围，以及材料的微观组织与力学性能之间的关系。
AZ31B 镁合金挤压工艺研究
AZ31B 镁合金挤压工艺研究黄光胜, 汪凌云, 范永革金属成形工艺Vol. 20 №. 5 2002:11-14镁及镁合金是所有金属结构材料中最轻的,其密度只有1. 74g/ cm3 ,是铝的2/ 3 ,比钢轻78.1 %。
与其它金属材料以及工程塑料相比,镁合金具有很高的比强度和比钢度。
镁合金已被誉为21 世纪的金属,近年来在汽车、航空航天、电子工业领域获得了迅速的发展,而且发展前景越来越好[1 ,2 ] 。
作为一种新兴金属材料,镁的现有使用状况远没有充分发挥镁合金材料的潜在优势,镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业,其规模只有铝业的1/ 50 ,钢铁工业的1/ 160[3 ] 。
其主要原因是: (1) 作为工程材料,大多数的镁结构件都来自压铸这一种加工方式,限制了产品品种和类型; (2) 应用范围小,镁压铸件的80 %来自汽车工业,而且90 %又是室温使用的结构件,且主要局限于小体积零件。
由于镁的晶体结构为密排六方,塑性不及面心立方结构的铝,塑性成形能力差[4 ] ,因而镁合金在压铸成形领域优先得到重视和发展。
变形镁合金与铸造镁合金相比,有更优良的综合力学性能,因此为了推动镁合金在航空、航天、汽车、摩托车等领域内的大量应用,发展我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。
对镁合金的挤压工艺进行了生产性试验研究。
1 实验方法及挤压参数的确定1. 1 实验方法试验合金为AZ31B ,其成分为表1。
在油炉中熔炼,所用原料为Mg(1 级) ,Al (1 级) ,Zn (1级) ,Al-10 %Mn 中间合金。
熔炼过程中采用熔剂保护,石墨模铸造。
棒材与型材铸锭尺寸为<108mm ×250mm ,管材铸锭的尺寸为( <117mm/ <35mm) ×260mm。
铸锭均匀化处理温度为400 ℃,保温时间为12h。
铸锭均匀化处理后,车外皮,再挤压。
棒材与型材在1250t 卧式挤压机上成形,管材在600t 的立式挤压机上成形。
AZ31B镁铝合金
1 绪论1.1 镁合金的发展与应用概况镁是地球上储量丰富、最轻和未被全面开发的工程金属材料。
镁是地球上排位第八的富有元素，其含量约占地壳重量的2%，仅次于氧、硅、铝、铁、钙等元素。
镁也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13%，其含量仅次于氯和钠元素。
1808年英国的Sir Humphry Davy首先发明了还原氧化镁的方法，直到1886年镁合金才在德国开始工业化生产]1[。
镁合金在两次世界大战期间广泛用于核工业和军事航空领域，但是，在和平年代，由于其价格高、易燃、抗腐蚀性差、塑性成形难等因素，镁合金的应用受到限制。
尽管1943年世界镁合金的消耗量达到228,000t，战后却又降低到每年10,000t]4[。
镁合金的密度小，约为1.78g/cm3,是铝的2/3，钢的1/4，同时具有比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽性强，铸造成本低，易回收，无污染等优点，成为航空、航天、汽车、通讯、交通运输、家用电器等领域的优选材料，被誉为21世纪最具应用潜力的“绿色材料”。
20世纪90 年代镁合金在汽车上的应用得到迅速发展，其用量几乎增加了一倍。
一些过去用钢铁或铝合金制造的汽车零件被镁合金取而代之，其中主要有：刹车和离合器的踏板及支架，仪表盘，汽缸盖，变速箱体，各种排气通风和座椅用零件。
例如，福特汽车公司于1998年推出的轻质概念车P2000采用了3.1kg的压铸镁合金轮毂；2000年福特公司在每台轿车上使用了镁合金材料，可以降低车重45%（由188.6kg降至103kg），见表1.1]4[。
近年来，在减重、节能和环境保护意识的推动下，镁及镁合金的研究和应用得到迅速发展。
在镁的提取、铸造、成型加工、合金开发等方面取得了明显的技术进步。
1998年镁合金的消耗量回升至360,000t，此后以每年7~9%的速度递增。
镁及镁合金材料的开发和研究倍受关注，特别是在结构材料方面的应用得到极大的重视。
与欧美等国相比，亚洲国家近年来更侧重于镁合金在“3C”(即Communications 通讯、Computer 计算机和Consumer Electronics 消费类电子)产品上的应用。
拉深工艺及拉深模具的设计
拉深工艺及拉深模具的设计拉深工艺是一种常见的金属加工方法，用于将平面金属材料加工成具有凹凸形状的器件或零件。
它通常涉及到将金属板材通过拉伸的方式使其变形，以达到所需的形状和尺寸。
而拉深模具则是用于支撑和引导金属板材在拉深过程中发生变形的工具。
拉深工艺的设计需要考虑多个因素，包括材料的性质、板材的厚度和尺寸、拉深的形状和深度等。
首先，根据所需拉深的形状设计模具的结构和形状，并确定所需的深度和尺寸。
其次，需要选择合适的材料和工艺参数，以确保金属材料在拉深过程中能够保持良好的塑性变形能力，并且不会发生过度拉伸、断裂或破裂。
此外，还需要考虑到加工效率和成本等因素，以优化拉深工艺的设计。
拉深模具的设计是实现拉深工艺的关键。
它通常由多个部分组成，包括上模板、下模板、导柱、导套、导向装置、弹簧等。
上模板和下模板是用于支撑金属板材并施加压力的主要部分，它们的形状和结构决定了拉深的形状和深度。
导柱和导套用于引导上模板的移动，以确保拉深的精度和稳定性。
导向装置用于确保上模板和下模板的对位精度，避免偏移和倾斜。
而弹簧则用于提供足够的弹性力，以使上模板在拉深过程中能够平稳地移动。
在拉深模具的设计过程中，需要考虑到多个因素。
首先，需要进行模具的结构和形状设计，确保其能够满足所需拉深的形状和深度。
其次，需要选择合适的材料，以确保模具具有足够的强度和硬度。
同时，还需要进行模具的冷却设计，以提高模具的寿命和加工效率。
此外，需要进行模具的装配和调试，确保其能够正常使用并满足要求的加工精度和质量。
总之，拉深工艺及拉深模具的设计需要考虑到多个因素，包括材料的性质、工艺参数、加工效率和成本等。
通过合理的设计和优化可以实现高效、精确和稳定的拉深加工。
AZ31镁合金细丝拉拔工艺的研究
Ｔ ａ ｂ ． １ Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｏ ｉ ｌ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ
拉拔态 ２ ０ ｏ ℃ ２ ２ ５ ℃ ２ ５ ０ ￣ Ｃ ２ ７ ５ ｏ ｃ ３ ０ ｏ ℃ 抗拉强度 ２ ６ ０
第 ２期
Ａ Ｚ ３ １镁 合 金 细 丝 拉 拔 工 艺 的 研 究
・ ４ ３・
１ 实验材料及方 法
１ ． １ 实验材料及所需设备
２ － ３ 单道次变形量
塑 性变形将 产 生加工 硬化 的现象 ， 而加工 硬化 率取决 于塑性 变形 的程度。 在拉拔工艺 中 ， 单道次变 形 量 对细 丝性 能 和 总变形 程 度都 将 产生 一 定 的影 响。对 经退火 处理后 （ ｐ Ｏ ． ５ ２ ８ ｍｍ进行 两种不 同单 道 次 变形量 的拉拔 ， 工艺一 单道 次变形 量 ９ ％， 工 艺二
ｍ Ｈ 广＋ ０ ． ３ ９ ８ ｍ ｎ ａ ， 当细丝出现断
１ ０ ． ３ ６ ｕ ｍ且呈 等轴状 ， 此 时 延 伸 率 升 高 至 最 大 值
１ ０ ． ８ ５ ％。 当温度继续升 高至 ３ ０ ０ ￣ Ｃ 时， ｆ 图中已有部分 晶粒发生二 次长大 ， 此时丝材的抗拉强度和延伸率均 有一定程度 的下降。本实验 ０ ． ３ ｍ ｍ丝 材退火工艺采
用： 退火温度 ２ ７ ５ ￣ ｛ ２ ， 保温时问 ９ ０ ｍ ｉ ｎ 。
丝 时计算丝材 变形量 。
２ － ２ 退 火 温 度
随着细丝 变形程 度 的增加 ， 细丝将 会发 生严重
AZ31镁合金薄壁空心型材挤压过程数值模拟与模具优化
AZ31镁合金薄壁空心型材挤压过程数值模拟与模具优化孙文君;孙颖迪;沈钰;李光振;陈秋荣;张娅;王海龙【摘要】采用基于AZ31镁合金的本构方程与ALE算法的HyperXtrude软件,针对某一AZ31镁合金薄壁空心型材的挤压过程进行数值模拟,根据初始模具设计的不足,提出优化模具工作带长度和增设阻流坎两种优化设计方案.结果表明,优化方案有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题;采用优化方案生产的型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀;对于复杂薄壁空心型材,增设阻流坎比优化工作带长度更加适用.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2014(042)010【总页数】6页(P40-45)【关键词】镁合金空心型材;数值模拟;阻流坎;AZ31镁合金【作者】孙文君;孙颖迪;沈钰;李光振;陈秋荣;张娅;王海龙【作者单位】曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜273165;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;中国科学院嘉兴轻合金技术工程中心,浙江嘉兴314051;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜273165【正文语种】中文【中图分类】TG379镁合金是结构材料中最轻的金属，具有密度小、生物兼容性好、比强度和比刚度高、减震以及磁屏蔽良好等优异特性，广泛应用于交通运输、航空航天、建筑建材与通讯设备等领域［1-2］。
目前，镁合金多以压铸件与变形加工件应用，其中，变形件的力学性能要高于同成分铸件的［3-4］。
在镁合金的塑性成形工艺中，挤压成形以其高精度、高力学性能及高表面光洁度等优势被广泛接受。
断面变化、形状复杂的型材需求量日趋增大，其中，空心型材以其显著的低耗材性满足了产品轻量化要求，比实心型材表现出更为明显的经济价值。