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1、分类号：分类号：TG376TG376 单位代码：单位代码：xxxx学学 号：号：xxxxxxxxxx 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文AZ80 镁合金杯形件旋转挤压成形研究硕士研究生硕士研究生 xxxx 指导教师指导教师 xxxx 学科专业学科专业 材料加工工程材料加工工程 20152015 年年 4 4 月月 1 1 日日AZ80AZ80 镁合金杯形件旋转挤压成形研究镁合金杯形件旋转挤压成形研究 xx 大学大学华北图书分类号图书分类号 TG376TG376 密级密级 非密 UDCUDC注注 1 1_硕硕 士士 学学 位位 论论 文文AZ80 镁合金杯形件旋转挤压成形研究指导教师
2、（姓名、职称）指导教师（姓名、职称） xxxx 教授教授 申请学位级别申请学位级别 工学硕士工学硕士 专业名称专业名称 材料加工工程材料加工工程 论文提交日期论文提交日期 20152015 年年 月月 日日论文答辩日期论文答辩日期 20152015 年年 月月 日日学位授予日期学位授予日期 20152015 年年 月月 日日论文评阅人论文评阅人 答辩委员会主席答辩委员会主席 20152015 年年 月月 日日原原 创创 性性 声声 明明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引
3、用的内容外，本论文不包含立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。承担。论文作者签名：论文作者签名： 日期：日期： 关于学位论文使用权的说明关于学位论文使用权的说明本人完全了解本人完全了解 xxxx 大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送
4、交学位论文的原件与复印件；学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学学校可允许学位论文被查阅或借阅；位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）后遵守此规定） 。签签 名：名： 日期：日期： 导师签名：导师签名： 日期：日期： xx 大学学位论文AZ80 镁合金杯形
5、件旋转挤压成形研究摘要镁合金是最轻的金属结构材料，是武器装备轻量化的最佳选材之一。杯形件是国防军工与交通运输等领域最具代表性的结构件，成形制造出镁合金高强韧杯形件意义重大。目前，镁合金产品主要通过铸造生产，缺陷多、力学性能差。塑性成形的镁合金产品具有较好的力学性能，但采用常规塑性成形方法，镁合金构件性能提升有限，而采用大应变轧制、等径角挤压、高压扭转等剧烈塑性变形技术，可大幅度提升镁合金材料的力学性能，但通常只用于高性能材料的制备，成本较高且制备材料的尺寸规格有限。本文提出采用端面带沟槽的挤压凸模用于镁合金杯形件的旋转挤压成形，不仅可获得剧烈塑性变形效果，还可降低杯形件轴向与周向的性能差异。但
6、是，此种新型成形技术的相关基础问题国内外还未见报道。本文首先根据功平衡法来确定杯形件反挤压时凸模上的单位变形力，并在此基础上，建立了杯形件反挤压时位于凸模下端圆柱体镦粗变形区的高度计算公式。使用轴对称流函数，提出旋转挤压成形过程刚性区运动许可速度场，建立了各方向速度分量计算公式。为杯形件挤压件结构尺寸的确定以及金属的流动分析提供了理论依据。基于杯形件反挤压时位于凸模下端圆柱体镦粗变形区的高度计算公式，提出旋转挤压成形杯形件时，挤压件的内外径必须满足。对于 AZ80 镁合金杯形件，0.821d D采用有限元模拟分析了在带沟槽凸模作用下凸模轴向载荷与变形体应力场、应变场在成形过程中的变化规律、旋转
7、速度与凸模挤压速度对挤入凸模沟槽内的金属形成折叠缺陷的影响。结果表明：旋转反挤压与传统反挤压相比，凸模轴向的载荷大幅降低；旋转反挤压成形能获得更大的塑性变形效果，塑性变形区较传统反挤压大幅扩展；旋转反挤压能获得螺旋状的纤维组织，降低杯形构件轴向与周向的性能差异；凸模挤压速度过低、旋转速度越快时，容易出现折叠缺陷。最后，采用有限元分析方法，探讨成形工艺参数（挤压速度、旋转速度与摩擦系数） 、凸模端面锥度、凸模端面开设沟槽数目、沟槽结构尺寸对 AZ80 镁合金杯形件旋转挤压成形过程的影响。结果表明：随着旋转速度的增大，成形工件平均等效应变值越大，坯料塑性区明显扩大。挤压速度越低、绕轴旋转速度越高时
8、，工件变形程度更xx 大学学位论文剧烈、凸模轴向载荷也越小。摩擦系数的变化对成形工件最大等效应变影响不大。当摩擦系数取中间值 0.2 和 0.15 时，工件变形更加均匀。摩擦系数较大时，凸模变形较大。当摩擦系数取较小值 0.05 时，凸模端面也有小许变形。端面开设沟槽凸模的等效应变明显大于无沟槽凸模。凸模沟槽数目越多，最大等效应变值越大、等效应变平均值也越大、凸模轴向载荷也越小。采用 15 端面锥角凸模所成形工件的等效应变平均值小于 1.5 端面锥角凸模。采用 1.5 端面锥角凸模变形更为均匀、凸模轴向载荷也较小。坯料经旋转挤压后平均晶粒尺寸均小于传统反挤压成形，而且动态再结晶百分数更高。关键
9、词：AZ80 镁合金，杯形件，旋转模具，反挤压，数值模拟xx 大学学位论文The Study of Rotating Extrusion for AZ80 Magnesium Alloy CupAbstractMagnesium alloy is the lightest metallic structural material, is one of the best weaponry lightweight materials. The cup is the most representative structure in the defense industry, transportati
10、on and other fields. Therefore, the production of formed magnesium alloy cup with high strength and high toughness is of great significance. At present, the magnesium alloy products are mainly produced by casting production which causes many defects and poor mechanical properties. The plastically fo
11、rmed magnesium alloy products have good mechanical properties, but the improvement of magnesium alloy components performance is limited by conventional plastic forming method. The severe plastic deformation like large strain rolling, equal channel angular pressing and high pressure torsion can great
12、ly enhance the mechanical properties of magnesium alloys, but it is usually only used for the preparation of high-performance materials which results in high cost and the limited size in the preparation of the materials.In this paper, a new rotating extrusion whose punch have grooves on the end face is come out to form the magnesium alloy cups. The method can not only obtain the effect of severe plastic deformation, but also can reduce the performance difference of the cup in axial and circumferential
