【摘 要】
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随着工业时代的不断发展,稀土镁合金成为装备构件轻量化首选材料。对于大尺寸（单边长度超过600mm且投影面积较大）箱体类构件来说多采用铸造方式成形,但获得产品缺陷较多。经过塑性成形获得的产品内部组织结构更为致密,结构与力学性能更好。目前针对稀土镁合金的大尺寸箱体挤压成形的相关研究较少。本文以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金为研究材料,以杯形件成形实验进行辅助验证,在成形箱体的基础上
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随着工业时代的不断发展,稀土镁合金成为装备构件轻量化首选材料。对于大尺寸（单边长度超过600mm且投影面积较大）箱体类构件来说多采用铸造方式成形,但获得产品缺陷较多。经过塑性成形获得的产品内部组织结构更为致密,结构与力学性能更好。目前针对稀土镁合金的大尺寸箱体挤压成形的相关研究较少。本文以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr稀土镁合金为研究材料,以杯形件成形实验进行辅助验证,在成形箱体的基础上对箱体成形工艺方案进行优化,针对箱体结构特殊结构设计模具,最后进行物理实验的验证。主要结论如下:（1）通过分析箱体的结构特点及成形难点,计算得箱体成形载荷远超实验室挤压机得额定载荷,确定了局部加载试验方案;（2）以单道次和等温多道次杯形件成形试验为确定箱体成形方案进行辅助验证。结果表明,杯形件单道次（方案A）成形时,最终所得的金属材料层片状和块状LPSO相相对较多且均匀分布,白色的Mg5（Gd,Y,Zn）相相对均匀的分布在α-Mg基体中,平均晶粒尺寸较小（14.12μm）,相对于方案B来说,方案A避免了较多成形道次及多次加热所造成晶粒吸热长大、室温下的较差的综合力学性能现象。因此对于复杂箱体成形实验来说,尽可能的减少箱体成形道次,减少加热次数;（3）根据箱体成形载荷及结构特点,以局部加载为中心思想,制定两种成形方案Ⅰ、Ⅱ,利用有限元模拟仿真软件Deform-3D进行箱体的模拟成形。结果表明,方案Ⅱ采用局部加载错位成形的方法,不仅使材料利用率大大提高,而且方案Ⅱ在箱体成形过程中,金属坯料流动速度更加均匀,从而造成箱体型腔壁上的等效应力、应变等因素均优于方案Ⅰ;（4）对方案Ⅱ的预成形坯料进行形状优化,在预成形坯料后面增加20mm厚的凸台,避免在成形过程中出现长条形型腔壁过低的现象;（5）针对箱体特有结构,结合局部加载的中心思想,设计出了用于箱体成形的模具;之后进行箱体成形物理实验,制备得到的箱体结果表明,箱体成形高度、金属充填情况等都满足要求。
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