【正文】 件的結構、接線方式及參數(shù)配合，并且要縮短延時。變壓邊力和拉延筋設置都是為了控制材料的流動，但區(qū)別在于拉延筋更適合于較為復雜零件的材料流動的控制，而變壓邊力可以控制起皺且易于實現(xiàn)。采用液體冷卻沖頭可以使已成形部分的溫度降低，強度增加，不容易產(chǎn)生塑性變形，使變形區(qū)集中在高溫的法蘭區(qū)部分。加熱板料的法蘭部分可以使得變形區(qū)的流動應力下降，變形容易，減少傳力區(qū)破裂的危險。液體拉深時板料與凹模圓角之間可以不直接接觸，使得拉深力降低。由于鋁合金的韌性比一般的深拉伸鋼板差，使得成形困難。 [22]提出利用激光對板料進行預先熱處理的方法改變材料局部的流動特性，降低流動應力，從而提高拉深比。近年來，對鋁合金沖壓成形的研究主要集中在怎樣提高鋁合金板材沖壓成形性能。表 11 汽車用鋁合金板的力學性能和成形特性 [2]材質 σ b(MPa) σ (MPa) δ(%) 完全伸長率 （％） 均勻伸長率（％） n 值 r 值埃里克森值（mm）表面拉伸傷痕2022T4 330 180 26 26 20 無2022T4 245 125 282117T4 275 180 25 25 20 無2036T4 340 195 24 24 20 無2038T4 325 170 25 25 － － －5182O 275 130 26 26 19 有5182SSF 270 125 24X5182O 295 145 30 30 20 － 有6009T4 230 125 25 25 20 無6010T4 290 120 24 24 19 無6111T4 290 160 － － － 無6016T4 235 125 － 無冷軋鋼板 315 175 42 42 20 無 汽車用鋁合金板成形特性由于汽車朝輕量化方向發(fā)展的主要潛力在車身，因此探索采用鋁合金材料制造下一代汽車車身，以理論研究、仿真計算、實驗研究和工業(yè)驗證相結合的方法，系統(tǒng)地研究輕質車身沖壓成形工藝，開發(fā)出高性能、低成本的輕質汽車車身，已成為各國汽車行業(yè)的研究熱點。這些數(shù)據(jù)表明，與鋼板相比，用鋁合金板材制造轎車發(fā)動機罩、行李箱蓋、翼子板及車門等構件仍存在沖壓成形性和抗凹陷性低等缺點。鋼的塑性應變比r值最大，r值越大，板材抵抗失穩(wěn)變薄的能力越大，越能發(fā)揮拉伸失穩(wěn)前的最大強度 [18]。6000系合金的均勻伸長率δ 最大，說明6000系板材的極限變形程度最大。中南大學碩士學位論文 第一章 文獻綜述5表11列出了 2022系、5000系和6000系中常用的合金與冷軋鋼板的力學性能和成形性能特征 [2，6] 。而美國 ALCOA 公司開發(fā)的 X5085O、5182O 以及 HANV 金屬公司開發(fā)的 HANV5182O 等材料已用于汽車車身內(nèi)板 [1，19] 。在 5000 系合金中，Mg 含量較低的5055755A05A03 等鋁合金退火狀態(tài)板材都具有較好的拉深成形性能 [19]；但 5A06 等高 Mg 鋁合金采用傳統(tǒng)拉深成形比較困難，而采用充液拉深等成形技術則可顯著提高 5A06 合金的成形極限，為其在復雜零件上的應用創(chuàng)造條件[18，19] 。此外，5000系合金的延展性和彎曲能力，隨含F(xiàn)e量的增加急劇下降，且烤漆過程中常伴有軟化現(xiàn)象 [1418]。但含Mg量低于3%（質量分數(shù)）時，又會影響合金的加工硬化速度，使其強度不足 [14]。這種現(xiàn)象會造成用烤漆涂層難以掩飾的令人討厭的外觀。呂德斯延遲是指材料最初屈服時的變形不均勻，應變增加而屈服應力并不增加 [16]。一般來說，晶粒尺寸為25μm時，基本上可以避免板材對呂德斯線的敏感性；晶粒尺寸超過45μm時，板材將出現(xiàn)明顯的呂德斯線，因早期的縮頸變形引起成形性下降。呂德斯線是產(chǎn)品表面出現(xiàn)一系列新臺階或鋸齒狀變形帶。5000系合金屬于AlMg 系合金，Mg是主要的合金元素，固溶于鋁基體中，是一種熱處理不可強化合金，其強度、成形性和抗腐蝕性等方面具有傳統(tǒng)碳鋼板的優(yōu)點 [16]。而AA6111在T4狀態(tài)下的強度為150~170MPa ，烤漆后的強度超過200MPa [1]，這為制造車身板提供了良好的初始成形性和最終的使用性能。這兩個合金既可以單獨用來做內(nèi)外層壁板，也可用AA6009合金制造內(nèi)層壁板，而用AA6010合金制造外層壁板，兩個合金的廢料不需分離，可以混合回收后自身使用或做鑄件的原料 [6]。歐美國家主要是以6000系合金為基礎開發(fā)鋁合金車身板，如車蓋、后行李箱蓋以及車門等車身構件。6000系合金主要以Mg和Si為合金元素，該系合金強度適中，成形性和耐蝕性好，易著色，綜合性能優(yōu)良。而AA2022合金為CuMgAl 2作強化相的合金，具有較好的成形性，而且在烤漆過程中不會表現(xiàn)出性能的降低 [15]。但這種材料在低溫人工時效時表現(xiàn)為強度下降，烤漆時要獲得足夠的強度，則需要較高的溫度和較長的時間。在北美，AA2036和AA2022被認為是2022系鋁合金中較為適用于車身板的合金 [6， 15]。該系合金擁有良好的鍛造性、較高的強度和一定的烤漆硬化性 [6，13] 。 2022 系和 6000 系汽車用鋁合金板2022 系和 6000 系鋁合金均屬于熱處理可強化的合金，都具有較高的強度和一定的沖壓成形性能，還具有高的焊接性能、抗腐蝕性能，可以在涂漆后的烘烤期間發(fā)生沉淀硬化作用 [6]。特別是 1+4熱連軋的升級改造，使其鋁加工熱軋設備達到世界先進水平，中南大學碩士學位論文 第一章 文獻綜述3為我國車身用鋁合金板的發(fā)展創(chuàng)造條件。同時受軋機輥身長度的限制，其板材寬度最大為1600mm，難以滿足制造轎車車身沖壓件廣泛需求的寬度大于1800mm的板材 [14]。近年來，國內(nèi)關于鋁合金車身板的研究開展過一些工作，如中南大學的汪明樸 [6]等人在 6010合金中加入一定量的富Ce混合稀土，研究了該合金的時效特性，發(fā)現(xiàn)添加稀土的6010鋁合金車身板材成形性能和力學性能優(yōu)于6010板材；鄭州大學的關紹康 [13]等人對6000系車身板鋁合金時效析出方面也做了一些研究，但這些研究均未形成系統(tǒng)化。除此之外，奧迪A6 型和A9 型等轎車也存在此類問題 [11，12] 。目前汽車工業(yè)的先進技術均掌握在發(fā)達國家和跨國公司手中，由于相關的工業(yè)設計、材料標準、關鍵專利技術等都受到嚴格的知識產(chǎn)權保護，從而嚴重制約了我國汽車工業(yè)的發(fā)展。德國奧迪公司面向歐洲市場投放的A8型鋁制汽車，自重減輕 %，結構件的剛性/ 質量比提高14% [12]。近年來，日本國內(nèi)也開始在一些批量生產(chǎn)的汽車上采用鋁合金板，如日產(chǎn)汽車公司生產(chǎn)的Sedrick車等，其使用部位主要是頂蓋。在汽車車身鋁合金板的研究和應用方面，美國、日本和德國等汽車工業(yè)強國一直走在世界的前列。我國鋁資源豐富，應用鋁及鋁合金無疑是汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的重要保證，因此中南大學碩士學位論文 第一章 文獻綜述2研究和開發(fā)汽車用鋁合金具有重要的意義。雖然目前鋁合金的成本仍比鋼鐵材料貴，但隨電力工業(yè)和冶煉技術的發(fā)展，必然帶來其產(chǎn)量巨增而成本下降，同時從汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展來看，鋁合金大規(guī)模的進入汽車工業(yè)領域已為時不遠，21世紀必將是汽車鋁化的時代。美國資深汽車工程師David Scholes[9]也預言：未來轎車上的每一個零件都可用鋁合金來生產(chǎn)，10~15年后會有越來越多的鋁合金用于汽車，而且鋁合金制品完全可能比塑料還輕。鎂合金的密度僅為鋁的2/3，意大利Fiat公司也成功開發(fā)鎂合金使汽車部件減重25％ [7]，但考慮到鎂合金存在易腐蝕、強度相對較低、高溫蠕變抗力較差及價格等綜合因素，鋁合金無疑是現(xiàn)代汽車工業(yè)中最具競爭力的輕質材料。用鋁合金材料作為汽車車身內(nèi)外板代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳鋼板，可使車身減重大約47%，%。近年來汽車用鋼材的占有量在不斷下降，鋁、鎂等輕合金及塑料、復合材料的應用大幅增加 [1，2，5] 。而實現(xiàn)汽車輕量化的途徑有 [4]：小型化，發(fā)展小排量汽車；結構的合理化，汽車及零部件的優(yōu)化設計；輕量化材料的應用。有數(shù)據(jù)表明 [3]：汽車自身的重量每降低100kg，油耗就可以減。關鍵詞： 5182 鋁合金，溫變形行為，拉深成形，本構方程，微觀組織，成形性能中南大學碩士學位論文 ABSTRACTABSTRACTLightweight materials in automotive applications have bee a hot issue on the auto industry. 5182 aluminum alloy has bee one of the automotive lightweight materials because of its excellent mechanical properties and forming properties. In this paper，the temperature deformation behavior and drawing performance of 5182 aluminum alloy were studied in order to provide the basis for the further development and optimization of 5182 aluminum body sheets. Through the simple temperature tensile test on the 5182 aluminum alloy in 50~300℃temperature, ~ strain rate stress range， temperature tensile deformation behaviors were explored. The true stressstrain curves were obtained. Using the improved FieldsBackofen equation and fitting the values of n， m and C， the constitutive equation of 5182 aluminum alloy was established on different deformation temperature and strain rates. Through the microscope， scanning electron microscopy and transmission electron microscopy， the Microstructure and fracture after deformation were observed and analyzed. Dynamic recovery and recrystallization in the process of temperature deformation were studied.Furthermore, through the warm drawing experiments, the paper has researched the warm forming performance and technology of 5182 aluminum alloy, and analyzed its fracture behavior of the drawing process. Under the technological condition of forming temperature 250℃， blank holder force ， drawing speed semisolid lubricant， 5182 aluminum alloy can gain optimum drawing performance， and the drawing limit ratio (LDR) can reach . In the drawing process， the cracks in the flange fillet with straight edge have formed and expanded by the transitional region adjacent the straight wall， which eventually led sheet fracture.The strain hardening index value (n) is the best parameter to assess the drawing performances of the 5182 aluminum alloy sheet. In the same deformation temperature， greater the n value is， greater the drawing limit ratio (LDR) is. However, in different deformation temperature,