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工艺参数对AZ31镁合金板拉深成形性能的影响
摘要：
AZ31镁合金因其轻量、高强度、高刚性等优良物理性能而备受关注。其中，在加工方面，拉深成形是一种常见的加工方式。本文研究了不同工艺参数对AZ31镁合金板拉深成形性能的影响，研究结果表明，选择合适的工艺参数可以有效提高AZ31镁合金板的拉深成形性能。
关键词：AZ31镁合金板，拉深成形，工艺参数
绪论：
AZ31镁合金是一种轻质的高强度材料，因此在航空、汽车、电子、医疗等领域具有广泛的应用前景。在加工方面，拉深成形是一种常见的成形工艺，可以用于生产汽车、航空航天器等结构件，是当今工业领域中不可缺少的加工工艺之一。因此，研究AZ31镁合金板拉深成形性能的影响因素，对于提高其加工精度、生产效率具有重要意义。
本文将从材料、工艺两个方面来介绍AZ31镁合金板拉深成形的研究现状和进展，并重点讨论不同工艺参数对拉深成形性能的影响，从而为AZ31镁合金板的成形加工提供一定的理论基础和实践指导。
一、AZ31镁合金板材料性质
AZ31是Mg-Al-Zn系列合金的一种，是一种轻质、高强度、高刚性的材料。其化学成分如下表所示。
表1.AZ31镁合金化学成分（质量分数/%）
元素MgAlZnMnSiFeCuNi
质量分数/%95.82.5-3.50.6-1.4≤0.15≤0.10≤0.005≤0.05≤0.03
表中可以看出，AZ31镁合金的主要成分是镁元素，其质量分数达到了95.8%以上，因此具有很好的轻量化性质。
此外，AZ31镁合金的硬度、强度和刚性等物理性能也得到了广泛的研究。一些研究结果表明，AZ31镁合金的拉伸强度可以达到260MPa以上，屈服强度在140MPa左右，而且具有很好的疲劳性能和耐腐蚀性能，这些性质使得AZ31镁合金在航空航天、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
由于镁合金具有密度低、强度高、刚性好等特点，因此在工业生产中具有广泛的应用。在工艺方面，拉深成形是一种常用的成形方式，因此可以通过研究不同拉深成形工艺条件，探究其对于AZ31镁合金板材成形性能的影响，为实际生产提供实用性的指导。
二、AZ31镁合金板拉深成形研究现状
AZ31镁合金板材成形方面的研究近年来取得了一定的进展，主要集中在材料制备、成型工艺参数优化、成型过程模拟等方面。其中，成型工艺参数的研究是整个研究中较为重要和基础的一环。因此，本文重点介绍不同工艺参数对AZ31镁合金板拉深成形性能的影响。
（一）成型工艺参数
深拉成形是一种常规的拉伸成形工艺，可以快速、高效地生产出形状复杂的构件，尤其是应用于铝合金和镁合金等高强度材料的生产中。拉深成形是一种复杂的非线性过程，由于钳口与板材接触之后采用机械力压缩板材，使板材在钳口成型，并在成型过程中发生各种变形。
拉深成形的工艺参数有许多，包括拉伸速度、钳口几何形状、板材温度、板材性质、摩擦系数、升涨角等。其中，升涨角是影响成形胀裂的主要参数之一，成品质量直接受到升涨角的影响。因此，下面将重点介绍拉深成型中升涨角的影响。
（二）升涨角的影响
升涨角指板材与钳口接触面的夹角，它的大小对板材的成形影响较大。研究表明，板材与钳口接触的升涨角越大，板材越容易裂纹。过大的升涨角会导致板材一侧受到较大的应力，从而会影响成品的质量，过小的升涨角则会使板材与钳口间夹隙过大，导致板材形变不均。
况且，升涨角对拉深成形中板材的应力和变形分布也有很大影响。随着升涨角的增大，板材上表面的应力将逐渐向板材底部转移，同时由于板材变形区域的增加，变形程度也会加大，从而使得成品的质量受到影响。
（三）工艺参数优化
针对上述问题，研究者们进行了大量的实验和数据模拟，探究不同拉深成形工艺条件对于AZ31镁合金板材的影响。比如，一些研究人员对不同成形速度、加工角度等参数进行优化，结果发现，当成形速度较低时，升涨角应当适当增大，而当成形速度较快时，升涨角应适当减小。
此外，钳口的几何形态也会对成品的质量造成影响。过小的钳口会导致成品变形不均匀，而过大的钳口则会使成品变形过度，因此选择合适的钳口形态对于提高成品质量非常重要。
三、结论
通过实验和数据的分析，研究表明，不同的拉深成形工艺条件会对AZ31镁合金板材的拉深成形性能产生影响。其中，升涨角是影响成形胀裂的主要参数之一，过大或过小的升涨角都会对成品造成不良影响；另外，成形速度、加工角度、钳口几何形态等也会对成品质量产生影响。
本文的研究结果可以为后续AZ31镁合金板材成形加工提供一定的理论基础和实践指导，同时也为提高镁合金在轻量化设计和制造中的应用量奠定了一定的基础。在未来的研究中，可以进一步加强对不同材料和工艺条件下的成型行为分析和建模，以全面掌握AZ31镁合金板材拉深成形的机理和规律。