AA5083铝合金薄板热冲压技术



AA5083铝合金薄板热冲压技术

AA5xxx和AA6xxx系列的铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀性强和成本低等优点，然而在室温下这两种铝合金材料的成形性较差，且冲压复杂模型后容易产生反弹失效。超塑性成形（SPF）和快速塑性成形（QPF）技术细晶化成本高且产品生产效率低（应变速率过小），于是提出热冲压技术，分析不同温度和应变速率下AA5083薄板的成形极限和力学性能。

试验研究包括试验室台架试验（单轴向拉伸试验和Nakajima试验）和工业试验两种。

单轴向拉伸试验中，试样被稳定加热至不同测试温度（300、 400、450、500℃）并保持90s，然后以一定应变速率拉伸直至断裂失效。试验结果表明：①材料屈服应力随温度升高逐渐减小；②材料的各向异性受温度和应变速率影响很小（450℃时稍大）；③低温低应变速率下延展性较差，断裂应变峰值点温度为450℃，应变速率为0.1/s或1/s，此处延展性最好；④温度越高，维氏硬度越低。

Nakajima试验依据ISO12004，针对不同温度、应变速率下AA5083试样的成形极限进行了测试。结果表明，材料成形性与室温下相比得到了极大的提升，且在450℃时达到峰值，随后略微降低。

工业试验中，利用热冲压技术加工AA5083发动机盖，成形温度为400、450、500℃，应变速率为1/s。加工后发现，成形温度为400℃和500℃时零件出现明显失效变形；而450℃时，零件结构合理、力学性能良好，与台架试验结果吻合。

刊名：CIRP Annals -Manufacturing Technology（英）

刊期：2013年第1期

作者：Paolo F. Bariani et al

编译：张为荣