锌铝合金经过适当的热处理或机械加工后,室温下就能获得超细晶甚至纳米晶组织,具有塑性好、硬度低,流变应力低的特点。又因锌铝合金的比热较高,拉拔过程发热不明显,有望替代目前在工业雷管延期体制造上广泛使用的有毒重金属铅锑合金。本论文在文献调研和实验室前期研究的基础上,制备合金,并测试材料在室温下的性能参数,实验研究了不同退火时长对Zn-Al基合金挤压管硬度及显微组织的影响;通过热压缩实验和相应的模拟仿真,验证材料性能模型及Deform-3D软件包的可用性;基于自定义材料性能模型,建立挤压和拉拔成形过程的几何模型;用Deform-3D软件包研究了不同挤压工艺对挤压力、坯料温升及平均应力的影响;用ANSYS软件包研究了拉拔过程中模具尺寸对管材减径时壁厚的影响;最后通过挤压和拉拔实验制备得到Zn-Al基合金延期体药芯元件,并实施现场装配和试爆,与传统铅锑延期体的效果进行了对比,主要研究成果如下:热压缩模拟仿真试验,结果与实验吻合度很好,验证了材料模型的可靠性;通过L9(34)正交试验设计模拟方案和分析结果,考察挤压力变化规律,在圆棒坯料温度为280℃时,为降低挤压力,提高挤压过程平稳度,应采用慢的挤压速度、小的挤压比和良好的润滑条件;坯料温度为250℃时,挤压速度对挤压力的影响要高于挤压比和摩擦系数;当坯料温度为220℃时,挤压过程中,挤压力比高温下更平稳;不同挤压工艺条件对坯料温升影响因素主次顺序:挤压速度>初始坯料温度>挤压比;对平均应力的分析发现,所设计方案的九个试验的平均应力均大于材料的屈服强度,可以充分焊合,三孔与四孔模平均应力相差不大,但焊缝更少;平均应力的影响因素主次顺序:挤压比>摩擦系数>挤压速度>坯料温度;因此,基于综合考虑,较好工艺方案为:采用三孔分流模,坯料温度250℃,挤压速度1mm·s-1,摩擦系数为0.3。实验制备了性能优异的Zn-Al基合金挤压管。本文设计了一系列拉拔成形模具,借助ANSYS有限元软件在小变形中模拟精度高的优势,用ANSYS软件包研究了模具孔尺寸对合金管壁厚的影响。采用六面体网格划分、材料参数赋值及多道次拉拔技巧,较真实地再现了实验拉拔过程,与实验测得壁厚变化情况相吻合;发现每一拉拔道次,随着孔径递次减小,都存在一个临界模具孔径;当模具孔径大于该值时,合金管的壁厚在拉拔过程中是增加的;反之,当模具孔径小于该值时,合金管的壁厚在拉拔中是减小的。因此,通过控制各道次模具孔径尺寸就能实现对合金管的壁厚的控制。经多道次拉拔实验,成功制备得到Zn-Al基合金延期体药芯管,壁厚和管径可控,现场装配延期雷管并进行试爆测试表明:尽管还有许多配套工艺需要解决,Zn-Al基合金有望替代铅锑合金用于制备延期体。