工業(yè)純鋁板材以其優(yōu)良的延展性被廣泛應(yīng)用于需要有良好的成形性和高抗蝕性的零部件生產(chǎn)當(dāng)中。由于軋制板材的力學(xué)性能具有各向異性,在拉深過程中會使杯壁產(chǎn)生凹凸不平的制耳,這種缺陷使得板材成品率及利用率降低。本文通過拉伸實(shí)驗(yàn)、沖杯實(shí)驗(yàn)、顯微組織觀察以及織構(gòu)檢測等手段,重點(diǎn)研究了深沖件板料——1100工業(yè)純鋁板材在三種不同熱處理工藝條件下力學(xué)性能的各向異性,及其對深沖制耳率的影響。對板料深沖制耳進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,并同實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。本課題在傳統(tǒng)金屬板材的高精度化方面探索一條適用于深沖板材加工生產(chǎn)的研究路線,為企業(yè)質(zhì)量控制提供參考。 通過對三種工藝方案生產(chǎn)的板材進(jìn)行拉伸、沖杯試驗(yàn)測得板材的力學(xué)性能以及制耳率,板材的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度、延伸率)均達(dá)到了1100工業(yè)純鋁O態(tài)的范圍,并將這些結(jié)果進(jìn)行了分布函數(shù)擬合以及各向異性指標(biāo)測算,得到了板材各向異性效果與制耳率之間的關(guān)系。通過分析發(fā)現(xiàn),在各種力學(xué)性能指標(biāo)中,塑性應(yīng)變比(厚向異性指數(shù))的各向異性行為與制耳效果相吻合,將塑性應(yīng)變比作為衡量板材制耳標(biāo)準(zhǔn)非常切合實(shí)驗(yàn)過程所反映的規(guī)律。從顯微組織以及織構(gòu)方面說明了后兩種板材力學(xué)性能各向異性及制耳的產(chǎn)生原因。主要織構(gòu)密度水平的降低使得板材織構(gòu)隨機(jī)化分布更為明顯,因此,板材由0°/90°制耳轉(zhuǎn)變?yōu)榉桨溉妮^小制耳,并且制耳率已經(jīng)低于2%,達(dá)到了成品的制耳率要求。 通過自定義Dvnaform軟件中36號板材模型相關(guān)參數(shù),對拉深實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果在板材的制耳方向以及制耳率大小方面與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合,通過其他相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化,可以達(dá)到最終模擬精度要求。與此同時,通過最終結(jié)果的壁厚分布,分析了板材拉深過程中的減薄規(guī)律,找出了影響沖杯制耳大小及方向的原因(塑性應(yīng)變比及其方向分布)。 通過本文的研究,獲得了軋制板材力學(xué)性能各向異性的評價基礎(chǔ);與此同時,找出了板材力學(xué)性能各向異性對制耳率的影響;在數(shù)值模擬方法上進(jìn)行了探索。為今后降低板材各向異性的研究提供了技術(shù)指導(dǎo)。
