挤出切削制备梯度结构铝带材的新工艺及机理

作     者：邓文君 曾俞宁 周子涵 DENG Wen-jun;ZENG Yu-ning;ZHOU Zi-han

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第5期

页      面：278-288页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(52075187,51375174) 广东省自然科学基金(s2013050014163,2214050007269)资助项目 

主　　题：挤出切削 梯度结构铝带材 梯度超细晶结构 

摘      要：挤出切削是一种新型剧烈塑性变形工艺,通过设计特定的材料塑性流动通道,使得材料在切削和挤出的共同作用下,实现一步法制备具有梯度结构的超细晶金属板材或带材,具有工艺简单、所需装备成熟、制造效率高等优点。目前关于挤出切削成形工艺、机理以及制备的梯度超细晶结构材料性能方面研究非常匮乏。通过理论分析、试验以及数值分析相结合的方法,对不同挤出厚度下梯度结构铝带材1060的成形过程进行探究,分析挤出切削加工机理以及工艺参数对制备梯度结构铝带材1060的影响规律。研究结果表明,随着挤出厚度的增加,高应变区范围无明显变化,但低应变区增大,更多的材料从侧向挤出。挤出切削制备的梯度结构铝带材晶粒细化显著,硬度提升明显,晶粒尺寸与硬度在厚度层上均呈明显的梯度分布规律。制备的梯度结构铝带材的拉伸强度随着挤出厚度的增加呈下降趋势,而延伸率有所上升。相比原始样品,梯度结构铝带材的拉伸强度几乎提升了一倍,而延伸率仅略微下降。研究表明,挤出切削是一种可行且高效的梯度结构材料制备工艺,可通过调控工艺参数制备不同梯度分布的材料。