6063鋁合金螺旋擠壓過(guò)程數(shù)值模擬與組織性能研究

摘要：建立了一種截面對(duì)稱的鋁合金螺旋型材擠壓模型,通過(guò)具有螺旋型腔的模具擠壓實(shí)現(xiàn)鋁合金螺旋型材的近凈成形?；贒EFORM-3D有限元數(shù)值模擬及擠壓實(shí)驗(yàn),研究了鋁合金坯料在擠壓過(guò)程中溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及應(yīng)力場(chǎng)等物理場(chǎng)量的分布規(guī)律,對(duì)擠壓型材的晶粒組織、微觀特性及硬度分布進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析。結(jié)果表明,6063鋁合金在擠壓溫度為450℃、擠壓比為22的螺旋擠壓過(guò)程中,同一截面上,坯料的溫度分布是不均勻的,呈螺旋梯度分布,且邊部區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變、擠壓速度要大于中心區(qū)域。坯料在模具型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí),與工作帶接觸的部位變形最為強(qiáng)烈,應(yīng)力應(yīng)變整體上升。微觀組織分析表明,在螺旋擠壓過(guò)程中坯料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,同一截面上,晶粒沿螺旋方向偏轉(zhuǎn)分布,型材邊部比中部晶粒更為均勻細(xì)小,表明變形程度大的區(qū)域晶粒細(xì)化更為明顯。硬度的分布呈現(xiàn)從中部到邊部逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì),表明變形程度是影響硬度分布的關(guān)鍵因素。