マグネシウム合金の冷間塑性加工法の開発および割れ発生メカニズムの解明

镁合金冷塑性加工方法的开发及裂纹产生机理的阐明

基本信息

批准号：
18760098
负责人：
松本良
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

1.マグネシウム合金の冷間塑性加工における割れ発生メ力ニズムの提案および検証平成18年度に実施した冷間塑性加工実験結果と有限要素解析結果を用いて,Mg合金の冷間鍛造における割れ発生メカニズムを塑性力学理論に基づき考察した.Mg合金の冷間鍛造では局部的に大きなひずみを受けても割れは発生せず,ある破壊ひずみ値を超えるひずみを受ける領域が拡大すると割れが発生することが実験で確かめられたため,Mg合金の冷間鍛造用の新延性破壊条件式として,「破壊ひずみ領域体積率」で整理する手法を考案した.考案した新延性破壊条件式の適用範囲を調べるため,工具形状,加工速度等の塑性加工条件を変化させて実験を行い,新延性破壊条件式に対する加工圧力,加工速度,加工温度等のパラメータの依存性について調べた.考案した新延性破壊条件式は従来の延性破壊条件式と比較してMg合金の割れ発生予測精度を向上させた.2.Mg合金の冷間塑性加工プロセスの開発Mg合金の冷間塑性加工の実用化を目指して,1で得られた基礎実験データ,提案した新延性破壊条件式を組合わせて,市販マグネシウム合金AZ31Bの冷間塑性加工プロセスの開発を行った.1の実験結果より,Mg合金の冷間鍛造では深細穴形状の鍛造が可能と判断して,深細穴鍛造をモデルとして有限要素解析を行い,提案する新延性破壊条件式を適用して,Mg合金試験片の割れ発生を予測した.割れ発生予測に基づいて,Mg合金試験片に割れが生じない加工モーション,背圧付加量の適切な加工条件を有限要素解析により導出した.有限要素解析で導出された加工条件について,加工速度,加工モーションの任意制御可能なACサーボプレス,油圧二軸サーボプレスを使用して実験を行った.

1.镁合金冷塑性加工裂纹产生机理的提出和验证利用2006年进行的冷塑性加工实验结果和有限元分析结果，提出了镁合金冷锻裂纹产生机理。镁合金冷锻时，即使施加较大的局部应变也不会产生裂纹，但当受应变超过一定断裂应变的区域扩大时就会产生裂纹。经实验证实，因此我们设计了一种利用“断裂应变面积体积分数”组织镁合金冷锻韧性断裂新条件公式的方法。为了探讨新韧性断裂条件公式的适用范围我们设计了刀具形状、加工通过改变切削速度等塑性加工条件进行实验，研究了加工压力、加工速度、加工温度等参数对新的塑性断裂条件表达式的依赖关系。 2. 镁合金冷塑性加工工艺的开发旨在将镁合金冷塑性加工实用化，根据1.中获得的基础实验数据，提出了新型韧性断裂带材通过结合以下方程，我们开发了市售镁合金AZ31B的冷塑性加工工艺。根据步骤1中的实验结果，我们确定可以在小尺寸镁合金冷锻中锻造出深孔和细孔。孔锻使用提出的新的延性断裂条件公式进行有限元分析，以预测镁合金试样中裂纹的发生。基于裂纹发生的预测，加工运动和反向施加的压力量的适当加工条件被推导为针对有限元分析得出的加工条件，我们使用可以任意控制加工速度和加工运动的交流伺服压力机和液压两轴伺服压力机进行了实验。