车用非热处理铝合金板件的温成形性能分析

车用非热处理铝合金板件的温成形性能分析

随着汽车燃油效率和安全需求的增加，驱动汽车行业制造出各种复杂形状的轻量化车身。其中，铝合金材料因其具有较高的比强度和耐腐蚀性，在汽车覆盖件和薄壁零部件上得到了广泛应用。由于铝合金材料在室温下的冲压成形性较差，因而需要改进铝合金材料的冲压成形过程。铝合金温成形技术的提出，为铝合金材料的应用提供了解决方案。铝合金材料的种类较多，包含能够进行热处理的种类和不能进行热处理的种类。温成形技术能够直接应用到可以热处理的铝合金材料上，对其是否能够应用在不能进行热处理的铝合金材料上还需要进行可行性研究。

温成形技术是指通过对冲头和模具进行加热，对冷轧铝合金板件进行冲压成形。选择厚度1.0mm不能进行热处理的铝合金材料AA5754-H22，通过试验对温成形技术在其上应用的可行性进行分析。采用一台冲头和模具可以独立加热的100t液压冲压机对AA5754-H22铝合金板件进行温成形冲压处理。冲压前，采用两台功率350W的筒式电阻加热器分别对冲头和模具进行加热，通过K形电偶对冲头和模具的温度进行测量，实现反馈控制，将冲头温度控制在30℃、模具温度控制在200℃。观察冲压成形后板件的表面特征。同时，在有限元软件中建立AA5754-H22铝合金板件的非等温拉伸热机械有限元模型，结合Barlat-89屈服理论，使用温度各向异性系数和Cowper–Symonds硬化模型仿真AA5754-H22铝合金板件的温成形性能。仿真结果表明，温成形工艺试验下形成的冲压件具有较高的凹陷深度，且在成形板件的边部没有发现分裂，内部没有出现局部变薄，有限元分析结果与试验结果相同。因而，认为对不能进行热处理的铝合金材料进行温成形冲压是可行的。

刊名：Journal of Manufacturing Science and Engineering（英）

刊期：2017年第139期

作者：Sudhy S.Panicker et al

编译：王淼