轿车轻量化材料研究：高强度铝合金精密模锻技术

本文主要探讨了轿车高强度铝合金零件精密模锻的关键技术，涉及铝合金的特性、精密模锻工艺以及在轿车轻量化中的应用。作者程俊伟通过塑性成形理论、有限元模拟和实际工艺试验，研究了7075（LC4）铝合金多层杯筒形零件和中高硅铝合金SC100-T6活塞尾的精密成形新工艺。 文章首先概述了高强度铝合金塑性成形加工的国内外研究现状和存在的挑战。7075（LC4）铝合金因其低密度、高比强度和比刚度、良好的抗冲击性、耐腐蚀性和耐磨性，被广泛视为轿车轻量化的重要材料。作者特别关注了安全气囊关键零件的流动控制成形工艺，设计了闭式反挤压成形工艺，并通过有限元模拟分析了成形过程中的应力、应变、速度场分布和力-行程曲线，提出了一套有效的成形力计算模型。 对于中高硅铝合金SC100-T6，传统方法是采用压铸工艺，但随着轿车性能提升，塑性成形工艺成为趋势。作者利用Gleeble-1500热力学模拟试验机进行了等温压缩试验，确定了合金的流动应力与成形条件的关系，建立了相应的本构方程，为中高硅铝合金的精密模锻提供了理论基础。 此外，针对活塞尾锻件，作者设计了两种预锻毛坯方案，并运用刚黏塑性与热力耦合的有限元模型进行数值模拟，分析了不同预锻方案的成形效果，对比了应力、应变、速度场和温度场的分布，为优化锻造工艺提供了依据。 这篇博士论文深入研究了轿车高强度铝合金零件的精密模锻技术，包括工艺设计、模拟分析和实验验证，对提高铝合金零件的制造质量和轿车轻量化发展具有重要意义。同时，论文提出的流动控制成形工艺和预锻方案设计也为铝合金精密模锻领域提供了新的研究思路和技术参考。