[发明专利]一种铝合金挤压极限图的构建方法

说明书

本发明涉及一种铝合金挤压极限图的构建方法，包括以下步骤：步骤一，构建铝合金本构模型；步骤二，构建铝合金挤压力临界模型并绘制压力极限图；步骤三，构建铝合金温升极限模型并绘制温升极限图；步骤四，合并步骤二中的压力极限图和步骤三中的温升极限图，得到铝合金挤压极限图。本发明铝合金挤压极限图的构建方法采用热压缩试验构建真实反映材料在不同加热温度下的本构模型，并构建基于本构模型的合金挤压力临界模型和基于温度因素的温升极限图，为铝合金型材挤压工艺制定提供了便捷手段，改变了当前挤压工艺预试制与预试错模式，同时，为实际生产环节提供了可指导的工艺参数。本发明为大型高品质铝合金型材热挤压工艺的制定奠定理论基础。

技术领域

本发明涉及铝合金热挤压技术领域，尤其是涉及一种铝合金挤压极限图的构建方法。

背景技术

近年来，由于各行业对小型化、轻量化的追求，铝及铝合金型材被广泛应用于建筑、交通运输、电子电器、航天航空等行业。因此铝挤压制品的比例也迅速增加，据资料显示，挤压加工制品中铝及铝合金制品约占70％以上。铝挤压成型是对放在模具型腔或挤压筒内的金属坯料施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向塑性变形，从挤压模具的模孔中挤出，从而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法，大型高品质铝合金型材的热挤压工艺直接影响铝合金产品的性能。

目前，新型铝合金型材开发过程中的挤压工艺制定只能通过试错模式，耗时长、耗材多。且现有报道中，多为合金成形极限研究，试验手段多为胀形，主要是分析应力应变关系，对于铝合金挤压成形极限图研究鲜有报道。

发明内容

本发明设计了一种铝合金挤压极限图的构建方法，其解决的技术问题是新型铝合金型材开发过程中的挤压工艺制定只能通过试错模式，耗时长、耗材多。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种铝合金挤压极限图的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，构建铝合金本构模型；

步骤二，构建铝合金挤压力临界模型并绘制压力极限图；

步骤三，构建铝合金温升极限模型并绘制温升极限图；

步骤四，合并步骤二中的压力极限图和步骤三中的温升极限图，得到铝合金挤压极限图。

进一步，步骤一中，所述铝合金本构模型基于双曲正弦函数构建而成，其中，Z代表双曲正弦函数，A为结构因子，α为应力水平参数，σ为流变应力，n为应力指数，为应变速率、Q为变形激活能，T为绝对温度，R为气体常数(8.314J/mol˙K)。

进一步，所述双曲正弦函数中各参数由合金热压缩试验应力-应变数据，通过迭代计算求得。

进一步，步骤二中，所述铝合金挤压力临界模型函数为，

其中，p为临界挤压力，k_f为铝合金断面复杂程度修正系数，σ_p为最大变形抗力，α为模角，m_z、m_t和m_d分别表示死区界面、挤压筒壁和定径带上的摩擦系数，m_tk、m_dk分别为挤压筒壁、定径带上的摩擦应力，，k＝σ_p/(3^1/2)，ε＝lnλ，λ为挤压比，L_t＝L-h_sl，L为坯料填充后长度，h_sl为死区高度，l_d和l_s分别为定径带长度和铝合金周长，D_t和S_e分别表示挤压筒直径和铝合金横截面积。

进一步，采用平模挤压时，α＝65°。