鎂合金塑性成形技術

鎂合金是最輕的結構金屬材料，具有較高的比強度和比剛度，良好的散熱性能、電磁屏蔽性能、阻尼性能、減振性能和機械加工性能，產品易于回收利用。其廣泛應用于航天航空、交通運輸、船舶裝備、電子通信、國防裝備等領域，被譽為“21世紀綠色工程材料”。鎂合金塑性成形理論與技術的開發研究有利于提高鎂合金產品質量，有利于加工高性能、高精度鎂合金產品，拓寬鎂合金材料應用領域，進一步促進我國鎂資源的開發和利用，服務社會、造福人類。
本書闡述了幾種鎂合金塑性成形技術的基本理論及應用實例；優化了鎂合金塑性成形工藝參數及模具結構；分析了鎂合金產品尺寸精度及表面質量，以及鎂合金產品組織性能和力學性能；確定了鎂合金塑性成形技術的合適工藝參數。
本書內容包括：高性能鎂合金板材制備技術、鎂合金管材擠壓成形技術、鎂合金殼體零件熱拉深成形技術、鎂合金拼焊板拉深成形技術、鎂合金整體壁板壓彎成形技術、鎂合金多層殼件反擠壓成形技術、鎂合金型材溫熱繞彎成形技術。
本書由沈陽理工大學王忠堂與中國科學院金屬研究所張士宏、沈陽理工大學梁海成和劉勁松、沈陽工學院王羚伊共同完成。王忠堂和張士宏共同完成了第1章、第2章、第3章的撰寫工作，王忠堂和王羚伊共同完成了第4章、第5章的撰寫工作，梁海成完成了第6章的撰寫工作，劉勁松完成了第7章的撰寫工作。全書由王忠堂統稿。
本書是著者多年來取得的研究成果、發表的論文、報告等的匯集和整理，出版此書，供讀者參考。
本著作所涉及的科學研究工作得到國家自然科學基金委員會、國家科技部、遼寧省教育廳的資助，在此表示衷心感謝。
由于作者水平有限，書中不足之處在所難免，望讀者批評指正。

著者于沈陽

《鎂合金塑性成形技術》內容包括高性能鎂合金板材制備技術、鎂合金管材擠壓成形技術、鎂合金殼體零件熱拉深成形技術、鎂合金拼焊板拉深成形技術、鎂合金整體壁板壓彎成形技術、鎂合金多層殼件反擠壓成形技術、鎂合金型材溫熱繞彎成形技術。本書理論與實際應用相結合，圖文并茂，有大量的圖表，直觀形象，便于理解。
本書可作為相關工程技術人員、科研人員用書，也可作為高等院校相關專業的教材。

第1章高性能鎂合金板材制備技術  1
1.1鎂合金的性質及應用  1
1.1.1鎂合金的性質  1
1.1.2鎂合金板材的應用  2
1.1.3鎂合金板材制備技術  4
1.2鎂合金板材交叉軋制技術  7
1.2.1交叉軋制技術特征  7
1.2.2鎂合金板材交叉軋制數值模擬  8
1.2.3鎂合金板材交叉軋制組織性能  10
1.2.4鎂合金板材交叉軋制力學性能  13
1.3AZ31合金板材異步軋制技術  15
1.3.1異步軋制技術特征  15
1.3.2鎂合金板材異步軋制數值模擬  15
1.3.3鎂合金板材異步軋制組織性能  26
1.3.4鎂合金板材異步軋制織構  31
1.3.5鎂合金板材異步軋制力學性能  32

第2章鎂合金管材擠壓成形技術  37
2.1管材擠壓成形技術特征  37
2.2管材擠壓力計算模型  38
2.3AZ31鎂合金管材熱擠壓成形  39
2.4AZ80鎂合金管材熱擠壓成形  42
2.4.1AZ80鎂合金管材熱擠壓成形數值模擬  42
2.4.2AZ80鎂合金管材熱擠壓成形實驗研究  48
2.4.3AZ80鎂合金擠壓管材組織性能  49
2.4.4AZ80鎂合金擠壓管材力學性能  53
2.4.5AZ80鎂合金管材擠壓力變化規律  55
2.5ZK60鎂合金管材熱擠壓成形  56
2.5.1Yada模型系數確定  56
2.5.2ZK60鎂合金管材擠壓成形數值模擬  58
2.5.3ZK60鎂合金管材擠壓成形實驗研究  64

第3章鎂合金殼體零件熱拉深成形技術  70
3.1鎂合金筒形件熱拉深成形  70
3.2鎂合金方形殼體零件熱拉深成形  72
3.2.1加工件尺寸  72
3.2.2鎂合金方形殼體零件熱拉深成形數值模擬  73
3.2.3鎂合金方形殼體零件熱拉深成形實驗研究  85
3.2.4實驗結果分析  86
3.2.5加工件力學性能分析  89
3.3鎂合金手機殼體充液拉深成形  91
3.3.1鎂合金手機殼體充液拉深成形數值模擬  91
3.3.2鎂合金手機殼體充液拉深成形實驗研究  97
3.4鎂合金復雜結構殼體零件拉深成形  99
3.4.1鎂合金復雜結構殼體零件拉深成形數值模擬  99
3.4.2加工件組織演變規律  106
3.4.3鎂合金復雜結構殼體零件拉深成形實驗研究  111

第4章鎂合金拼焊板拉深成形技術  114
4.1鎂合金拼焊板制備  114
4.2鎂合金拼焊板組織性能  116
4.3鎂合金拼焊板力學性能  120
4.4鎂合金拼焊板圓筒形件拉深成形  121
4.4.1鎂合金拼焊板圓筒形件拉深成形數值模擬  121
4.4.2鎂合金拼焊板圓筒形件拉深成形實驗研究  124
4.5鎂合金拼焊板覆蓋件拉深成形  126
4.5.1零件形狀及尺寸  126
4.5.2鎂合金拼焊板覆蓋件拉深成形數值模擬  126
4.5.3鎂合金拼焊板覆蓋件拉深成形實驗研究  132

第5章鎂合金整體壁板壓彎成形技術  137
5.1壁板壓彎成形技術特征  137
5.1.1壁板壓彎成形原理  137
5.1.2壁板曲率半徑確定方法  138
5.1.3壁板壓彎成形力能參數  139
5.1.4波形壁板壓彎成形力能參數  139
5.2鎂合金波形壁板壓彎成形  140
5.2.1鎂合金波形壁板壓彎成形數值模擬  140
5.2.2實驗設備及模具研制  150
5.2.3實驗結果分析  151
5.3鎂合金網格式壁板壓彎成形  152
5.3.1鎂合金網格式壁板壓彎成形數值模擬  152
5.3.2鎂合金網格式壁板零件尺寸分析  161
5.3.3鎂合金網格式壁板壓彎成形模具研制  162
5.3.4鎂合金網格式壁板壓彎成形實驗研究  163
5.3.5壁板零件組織性能分析  165
5.4鎂合金筋條式壁板壓彎成形  168
5.4.1鎂合金筋條式壁板壓彎成形數值模擬  168
5.4.2鎂合金筋條式壁板壓彎成形實驗研究  174
5.4.3壁板零件組織性能分析  176
5.4.4鎂合金筋條式壁板壓彎成形微觀組織模擬  177
5.4.5鎂合金壁板零件曲率半徑模擬結果分析  180
5.4.6壁板零件曲率半徑實驗結果  182
5.5鎂合金變曲率壁板壓彎成形  183
5.5.1鎂合金變曲率壁板壓彎成形數值模擬  183
5.5.2鎂合金變曲率壁板壓彎成形實驗研究  188
5.5.3鎂合金變曲率壁板零件曲率半徑模擬結果分析  189
5.5.4鎂合金變曲率壁板零件組織性能分析  190
5.5.5鎂合金壁板壓彎成形微觀組織模擬  192
5.5.6模擬結果與實驗結果分析  194
5.5.7鎂合金等曲率壁板零件母線直線度分析  195

第6章鎂合金多層殼件反擠壓成形技術  198
6.1鎂合金多層殼件反擠壓成形數值模擬  198
6.1.1鎂合金本構關系模型建立  199
6.1.2鎂合金材料庫的建立  200
6.1.3有限元幾何模型建立  200
6.1.4多層殼體反擠壓模擬過程分析  200
6.1.5組織演變預測  203
6.2鎂合金多層殼件反擠壓成形模具研制  205
6.2.1零件結構特點及成形方式分析  205
6.2.2多層殼件反擠壓成形力  206
6.2.3多層殼件反擠壓模具研制  207
6.3鎂合金多層殼件反擠壓成形實驗研究  208
6.3.1多層殼件反擠壓成形  208
6.3.2擠壓成形質量分析  210
6.4鎂合金多層殼件反擠壓成形組織性能  211
6.4.1拉伸實驗  211
6.4.2金相實驗  212
6.4.3斷口掃描實驗  212
6.4.4坯料直徑對擠壓零件的影響  212
6.4.5擠壓溫度對擠壓零件的影響  213
6.4.6模具溫度對擠壓零件的影響  215
6.4.7固溶處理對擠壓件組織及力學性能的影響  218
6.4.8時效處理對擠壓件組織及力學性能的影響  220

第7章鎂合金型材溫熱繞彎成形技術  225
7.1繞彎成形工藝原理  225
7.1.1繞彎成形工藝  225
7.1.2張力繞彎成形工藝  226
7.2型材張力繞彎機設計  227
7.2.1凸凹模設計  227
7.2.2軸的設計  228
7.2.3拉伸裝置  229
7.2.4液壓系統原理  230
7.2.5液壓缸的選擇  230
7.2.6液壓系統性能驗算  231
7.2.7檢測裝置  232
7.2.8溫控系統  233
7.2.9設備平臺  233
7.3AZ31鎂合金型材繞彎成形材料流動規律  234
7.3.1幾何模型  234
7.3.2AZ31鎂合金型材力學性能測試  234
7.3.3AZ31鎂合金材料屬性定義  234
7.3.4有限元模型建立  235
7.3.5彎曲成形過程材料流動影響因素  236
7.4鎂合金型材溫熱彎曲成形結果分析  243
7.4.1工藝條件  243
7.4.2彎曲成形過程  244
7.4.3結果與討論  244
7.4.4組織性能分析  246

參考文獻  249