铝合金板材弯曲成型性能

常用冲压材料冲压是一种常见的金属加工工艺，通过模具对金属材料进行冲击、拉伸、弯曲等形变，将平板金属加工成所需的零部件。

在冲压过程中，选择合适的冲压材料是非常重要的，不同的材料具有不同的特性和适用范围。

下面我们就来了解一些常用的冲压材料。

1. 冷轧钢板。

冷轧钢板是一种常见的冲压材料，它具有良好的成形性和表面质量，适用于对表面要求较高的零部件。

冷轧钢板通常用于汽车制造、家电制造等领域，其优点是成本低、加工性能好，但强度和耐腐蚀性相对较差。

2. 不锈钢。

不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的冲压材料，适用于对材料表面要求高、有耐腐蚀性能要求的零部件制造。

不锈钢具有良好的强度和硬度，适用于制造耐磨、耐腐蚀的零部件，如厨房用具、化工设备等。

3. 铝合金。

铝合金是一种轻质、高强度的冲压材料，适用于汽车制造、航空航天等领域。

铝合金具有良好的导热性和导电性，成形性能优良，但价格相对较高。

在一些对重量要求较高的领域，铝合金是一种理想的冲压材料。

4. 镀锌钢板。

镀锌钢板是一种在普通钢板表面镀上一层锌的冲压材料，具有良好的防腐蚀性能。

镀锌钢板适用于户外使用的零部件制造，如钢结构、管道等。

它的优点是价格低廉、防腐蚀性能好，但成形性能略逊于冷轧钢板。

5. 硅钢。

硅钢是一种用于电机、变压器等电工设备制造的冲压材料，具有良好的磁导性能和低损耗特性。

硅钢的材料成本较高，但在电工设备制造领域有着不可替代的作用。

以上就是一些常用的冲压材料，它们各具特点，在不同的领域有着不同的应用。

在实际的冲压加工中，选择合适的冲压材料对于提高零部件的质量和生产效率至关重要。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。

5 检测试件5.1 测试准备5.1.1 一般准备工作平面试件的尺寸应当为60 mm×60 mm。

如果无法得到所需的试件尺寸，则可以通过事先获得客户批准的条件下缩小试件的宽度。

为了尽量减少三轴应力条件对边缘区域的影响，试件宽度必须远远超过试件的厚度。

试件宽度最好为b≥20*试件厚度a。

测试机构和客户之间可以通过交货、规格等方式就试件的最小宽度达成一致。

必须从试件表面去除防腐油或绘图辅助工具等。

只有在弯曲试验期间边缘没有开始形成裂纹的情况下，测量值才能被使用。

这一点必须根据材料，通过铣削，磨削或去毛刺修整边缘等做法来予以保证。

5.1.2 用于弯曲性和折叠性测定的试件准备当在所提供的条件下进行测试时，具有高可成形性（例如，物体的外表皮质量）的材料可以在弯曲测试中弯曲近180°而不会疲劳。

这些材料可以在弯曲测试之前进行单轴预拉伸，以便更好地表征其可弯曲性和可折叠性。

测试是在长度为250毫米，宽度为70毫米的金属板条上进行的，每条金属板从产品上在平行于主要（弯曲）应变方向处取出的。

因此，预应变会在垂直于弯曲线的方向上施加。

预应变参数可从表1中获取。

必须避免预应变和弯曲之间出现不同的应变方向。

可以从进行预应变测试的金属板条的中心区域分别取两个尺寸为60毫米×60毫米的弯曲试件。

假设试件内的应变分布均匀。

如果上述试件尺寸无法获得，则测试过程中可能出现偏差。

这一点，这必须与客户事先达成一致。

表1: 预拉伸参数从预应变钢带上取得试件的过程与上面的描述相同。

如果存在部件的几何形状的限制要求，则可能出现预应变方向上的偏差。

5.2 试件名称为了明确需要进行测试的试件的名称/条件，试件的命名及编号必须按照以下所描述的规则进行。

试件的特征要用下划线（“_”）与试件的名称进行分隔。

只有在确保所需要的信息明确和不会产生模糊定义的情况下，才允许根据检测机构的内部命名惯例对试件进行标识。

如果使用内部命名惯例进行编号，则必须将这些命名规则记录下来并提供给客户。

铝锂合金新材料应用研究浅析摘要：大型民用飞机结构设计中，铝锂合金结构设计既要重量轻，又要满足静强度和耐久性/疲劳损伤容限要求；既要满足适航条例25部及相关咨询通告的要求，又要考虑结构的经济性、高出勤率和低维护成本的要求。

本论文在参与C项目工作的基础上，对铝锂合金材料机身工程结构设计应用中所开展的一些材料性能工艺试验、组部件典型结构试验方法等进行了分析和总结，对国内探索大型民用飞机结构设计新材料的应用做有益的尝试。

关键词：铝锂合金工艺试验疲劳损伤容限试验1 引言现代民用飞机设计面临的主要任务是以最小结构重量保证飞机的完整性、经济性、安全性与可靠性。

对飞机性能、安全性和经济性等日益增长的要求，促进了很多新型材料的研究发展及应用。

航空工业对产品性能和重量指标的要求，使得材料的发展也异常迅猛，确保与航空产品研制相互促进，相互依赖。

飞机在运营中暴露在各种不同环境。

为确保飞机在运行过程中不遭受破坏，设计出满足性能要求的高效结构，必须深入了解所用材料在不同载荷及环境下的行为，在材料选取和结构设计、强度验证中使用具有统计有效的材料性能数据。

在竞争日益激烈的民用飞机市场里，客户要求飞机具有较高的出勤率和较低的维护成本，同时又要保证飞机的经济性，降低燃油消耗。

随着人们对出行安全的越来越高的要求，适航部门要求飞机在整个服役期内能有应对各种可能发生的情况，保证乘客及飞机安全。

2 新型铝锂合金技术优势铝锂合金是近十年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域，90年代后，进入了三代铝锂合金的研究时代。

在合金设计成分上，第三代铝锂合金降低了Li含量，而增加了Cu含量，并且添加一些新的合金元素Ag、Mn、Zn等；在性能水平上较以往铝锂合金有了较大幅度提高。

新型铝锂合金主要产品形式为中厚板、薄板、挤压型材等，规格种类相对较为单一，已经获得适航认证在飞机上使用的牌号主要有美铝2099、2199、2397和加铝的2196、2198等，新型铝锂合金在机身的主要的应用部位为机身蒙皮、长桁、框、地板梁、座椅滑轨、梁、腹板等。

试论铝合金扁锭弯曲的成因及预防措施摘要:扁锭主要存在的缺陷包括：弯曲变形、裂纹、气泡、疏松、表面不光滑等等。

实际在生产的过程中，铸锭产生弯曲或者是铸造失败主要是由于：冷却水压不是特别稳定，引锭头牵引的速度不均匀或者是铸造的速度过快。

而本文分了析铝合金扁锭在生产的过程中出现弯曲现象的原因，并进一步提出有效的预防措施。

关键词:铝合金扁锭；缓慢性弯曲；位移性弯曲；冷却强度实际在生产铝合金扁锭的过程中，大部分的废品都是由于弯曲导致的。

为了降低这一缺陷，本文就对原工艺技术条件进行了优化攻关，并且提出了有效的预防控制措施。

一、弯曲类型经过铝合金扁锭出井时的实地测量观察，我们发现铝合金扁锭的弯曲现象有两类，一类是缓慢性弯曲，这种弯曲在扁锭的大面和侧面均可发生，其特征是从扁锭侧面方向观察，两个大面一个呈慢弧形凸起，一个呈慢弧形凹陷，或者从扁锭大面方向观察，两个侧面一个呈慢弧形凸起，一个呈慢弧形凹陷，而且扁锭越长，弯曲看起来越明显。

另一类是位移性弯曲，从目前情况看，这种弯曲全部发生在侧面，即从扁锭大面方向观察，在扁锭中间区段某一部位，两个侧面朝统一方向发生了明显的位移偏差，大面和侧面的交汇边沿不再呈一条直线。

在上述两类弯曲中，位移性弯曲特征较明显，很容易发觉，而缓慢性弯曲是渐进式的弯曲，在较短的长度区间内，位移偏差极其微小，肉眼很难发觉，但随着铸造的进行，扁锭长度越来越长，位移偏差逐渐累积起来，弯曲也就显现出来，扁锭的铸造长度越长，弯曲看起来越明显。

二、弯曲成因（一）缓慢性弯曲成因铝合金扁锭缓慢性弯曲的成因是由于扁锭的引锭头放置得不平稳，其相对的两个大面或侧面在与底座接触时不在同一水平面上，呈现出一侧高、一侧低的状况。

事实上，这种不平稳也是极其微小的，肉眼很难察觉，但通过水平尺等测量仪器可以测量出来。

这种微小的不平稳势必导致结晶器内相对的两个大面或侧面之间的铝液量产生差别，在冷却强度相同的情况下，偏高的一面铝液量少、先凝固，偏低的一面铝液量多、后凝固，结晶速度也就产生了微小差别，在铸造应力和自身重力的作用下，扁锭便向铝液量多的一侧产生微小弯曲，随着铸造过程的进行，扁锭的长度逐渐增加，这种微小弯曲逐渐累积显现出来便形成了缓慢性弯曲。

板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。

具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。

冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。

下面分别讨论。

(一)成形极限在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。

对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。

例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。

这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。

依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。

冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。

因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。

归纳起来，大致有下述几种情况：1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。

压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。

2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。

也分为两种情况：1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。

2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。

非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。

重庆大学硕士学位论文汽车铝合金转向节锻造成形模拟与试验研究姓名：王泽文申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：周杰2010-05摘要随着汽车制造业的高速发展，汽车轻量化和性能要要求越来越严格，汽车零部件生产中，尺寸精度高、外形复杂的锻件所占比重越来越大。

因此，开发材料利用率高并能节约能源的锻造新工艺，对于汽车零件制造业的发展极为重要。

近年来，铝合金结构零件在汽车轻量化要求日益提高的情况下运用越来越广泛。

将铝合金锻件运用到汽车转向系统中，不但可以满足汽车行驶过程中的强度要求，还因为重量的减轻提高其操纵性能。

但是由于铝合金材料本身的特性，如锻造时变形抗力大、流动性差和外摩擦系数较大等导致铝合金锻件的成形困难，阻碍了其在汽车工业中的运用。

转向节是汽车转向系统中的重要零件，既承载一定的车体重量，又在汽车行驶过程中承受交变载荷和刹车时的力矩，是汽车上的重要安全零件之一。

转向节的主要工艺为锻造成形，因此组织性能和外形尺寸的要求非常严格，对于该类锻件锻造方法探索研究将对我国汽车工业的发展产生重要意义。

本文研究的奥迪汽车铝合金转向节，外形极其复杂，主要依靠从国外进口，国内尚无成功的制造经验。

在研究过程中，对该转向节原有的工艺方案进行了分析，运用所建立汽车铝合金转向节弯曲成形制坯过程和终锻成形过程的三维有限元模型，利用三维有限元数值模拟软件DEFORM-3D对汽车转向节锻造成形工艺进行系统分析，模拟其弯曲制坯和终锻成形过程，研究其缺陷产生的原因和演化机理。

找出了影响工厂试制质量的关键因素，提出了既能满足产品精度要求，又能提高材料率、改善弯曲成形质量和终锻模具寿命的优化措施，改进了模锻工艺，使其趋向合理化。

通过模拟验证，给出了二次弯曲成形模具的最优结构参数。

本文的研究工作，结合了模锻工艺、有限元理论、数值模拟仿真技术及模具CAD技术，达到了缩短产品开发周期、提高模具寿命、降低成本等目的。

得到的工作成果解决了奥迪轿车铝合金转向节的锻造成形难题，为同类锻件的生产提供了工艺参考，具有一定的指导意义。

Harbin Institute of Technology实践环节实验报告课程名称：金属板材成型性能测试与评价院系：材料科学与工程学院学生：孙巍学号：哈尔滨工业大学实践环节-杯突实验报告一、实验目的1、学习确定板材胀形性能的实验方法；2、了解金属薄板试验机的构造及操作。

二、实验内容将板材用模具压好，冲头以一定的速度冲压板材，直至板材出现裂缝为止三、实验原理板材的冲压性能是指板材对各种冲压加工方法的适应能力。

目前，有关板材冲压性能的试验方法，概括起来可分为直接试验和间接试验两类。

而直接试验法又包括实物冲压试验和模拟试验两种。

模拟试验，即把生产实际存在的冲压成形方法进行归纳与简化处理，消除许多过于复杂的因素，利用轴对称的简化了的成形方法，在保证实验中板材的变形性质与应力状态都与实际冲压成形相同的条件下进行的冲压性能的评定工作。

为了保证模拟试验结果的可靠性与通用性，规定了十分具体的关于实验用工具的几何形状与尺寸、毛坯的尺寸、实验条件。

杯突实验是目前应用较多，而且具有普遍意义的模拟试验方法之一。

杯突实验时，借助杯金属薄板试验机进行。

用一规定的球状冲头向夹紧于规定球形凹模内的试样施加压力，直至试样产生微细裂纹为止，此时冲头的压入深度称为材料的杯突深度值。

板材的杯突深度值反映板材对胀形的适应性，可作为衡量板材胀形、曲面零件拉深的冲压性能指标。

四、实验设备及用具试验机一台、杯突实验模具、游标卡尺、深度尺等。

五、实验步骤1、先了解金属薄板试验机的结构、原理和操作方法，了解各按钮的作用；2、装好模具；3、把试样清洗干净，在试样与冲头接触的一面和冲头球面上涂上润滑油，把试样放在下模上。

4、将下模向上提起，压好试样。

按下压边按钮，设定压边力。

5、按中心活塞上行按钮，注意观察试样。

当试样圆顶附近出现有能够透光的裂缝时，迅速停止。

6、将下模向下移动，然后将冲头向下移动，取出试件。

7、实验完毕后，将模具拆下。

实践环节-拉深实验报告一、实验目的1、了解拉深过程中拉深系数(或毛坯直径)、润滑、压边圈、凸凹模间隙、拉深高度等因素对拉深件质量的影响。

5A06铝合金平板激光诱导热成形试验研究杨立军;陈亚利;魏裕君;王扬;迟关心【摘要】5A06铝合金具有良好的塑性、断裂韧性、焊接性能及耐腐蚀性,是航天器舱体的首选材料.为探索其在激光诱导下的成形特性,通过试验研究了激光功率、扫描速度、光斑直径、扫描次数等工艺参数对板材弯曲角度的影响规律;并通过比较扫描前后板材的金相组织、硬度、强度等性能的变化,揭示了激光扫描对材料性能的影响情况.试验结果表明:激光诱导热成形可以有效地使5A06铝合金板材发生弯曲,通过合理选择工艺参数可以实现板材任意角度的弯曲;板材经激光扫描后,其晶粒细化、硬度提高但强度变化不大.%5A06 aluminum alloy is the preferred material of spacecraft cabin, due to its excellent plasticity, fracture toughness, weldability and corrosion resistance.To study the forming characteristics of it under laser induced thermoforming, experiments are taken to investigate the influence of laser power, scan velocity, spot diameter and number of scans on bending angle.Metallurgical structure, hardness and strength are tested to study the influence of laser scan on mechanical properties of material.The results reveal that, laser induced thermoforming can bend 5A06 aluminum alloy effectively, and achieve required angles by choosing proper ser scan refines grain, increases hardness but has little influence on strength.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)033【总页数】6页(P18-23)【关键词】5A06铝合金;激光成形;工艺参数;材料性能【作者】杨立军;陈亚利;魏裕君;王扬;迟关心【作者单位】哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TG665激光诱导热成形技术兴起于20世纪80年代，其成形过程是利用激光束对板材表面进行扫描，在板材内部产生非均匀分布的热应力，从而使板材发生塑性变形，如图1所示[1]。

板材成型各章小结第2章1.什么是伸长类和压缩成形伸长类变形－当作用于毛坯变形区内的拉应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是伸长变形。

压缩类变形－当作用于毛坯变形区的压应力的绝对值最大时，在这个方向上的变形一定是压缩变形。

2.提高伸长类和压缩类成形极限的通用措施提高伸长类成形极限的措施1）提高材料塑性；2）减小变形不均匀程度（提高塑性变形稳定性）；3）清除引起局部应力集中的因素提高压缩类成形极限的措施1）提高传力区的承载能力，降低变形区的变形抗力及摩擦阻力；2）阻止毛坯变形区失稳起皱；3）采取多道次工序成形及其中间工序退火等3.能够应用全量理论由成形方法的应力特点分析变形特点4.冲压变形趋向性规律，理解趋向性规律与塑形条件关系冲压变形趋向性规律之一在同一冲模外力直接作用下，毛坯的传力区与变形区都有产生某种方式的塑性变形的可能，即都具有某种塑性变形的趋向。

但是，由于受模具外力作用的各区的几何形状与受力方式的不同，在所有可能产生的变形方式中，需要变形力最小的变形方式优先变形冲压变形趋向性规律之二在冲压毛坯的相邻部位上，受到由诱发应力引起的方向相反数值相等的内力作用时，在所有可能产生的变形方式中，需要变形力最小的部位以需要变形力最小的方式优先变形。

冲压变形趋向性规律之三在冲压变形区毛坯的受力状态和变形性质是相同的。

但是，如果同一变形区内毛坯各部分的变形不能保证均匀变形条件时，在需要变形力最小的部位上优先产生变形，而且在以后的变形过程中其变形程度也是最大的。

上述三个冲压变形趋向性规律，各个适合于不同的冲压变形分析的内容。

但是，从本质上看，它们是完全一致的。

如果把冲压毛坯上需要最小变形力的部分称为“弱区”，而其余部分称为“强区”，则可以把这三个规律概括为：在冲压过程中，毛坯内产生的塑性变形，一定是相对的“弱区”以需力最小的方式变形。

冲压变形趋向性规律不同于塑性条件，它们之间不存在矛盾，不是同一个内容，不能互相代替。