黄宏华，杨昭，王光旭，史晓成，贺小龙



触变模锻Al-7%Si/Al-30%Si合金双金属的数值模拟

黄宏华，杨昭，王光旭，史晓成，贺小龙

(中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙，410083)

采用有限元软件DEFORM-3D对半固态模锻Al-7%Si/Al-30%Si(质量分数，下同)合金复合材料过程进行数值模拟，研究复合成形过程双金属坯料的充型特征，同时探讨工艺参数对复合成形的影响规律。模拟结果表明：单金属触变模锻具有整体性变形特征，双金属触变模锻充型性能受界面传力影响，其非动模侧充型能力比单金属的弱；随着下坯料初始温度提高，界面传力增强，底部充型能力增强；下坯料初始温度过高，会导致复合界面偏靠下侧、弯曲程度大、底部出现飞边；坯料与模具之间的摩擦因素越大，复合界面弯曲和边部向上倾斜越严重；Al-7%Si和Al-30%Si合金初始温度分别为585 ℃和575 ℃，当坯料与模具之间摩擦因数较小时，上、下坯料变形协调，锻件充型饱满，复合界面水平居中，双金属模锻复合效果良好。

半固态成形；双金属复合；触变模锻；数值模拟；DEFORM-3D软件

双金属复合材料既可以克服2种金属材料本身的不足，又能发挥2种金属材料的优点，其不同部位能实现不同的性能，被越来越多地应用于航空、航天、机械、化工、电力和电子等工业领域[1−3]。Al-7%Si(质量分数，下同)合金属于亚共晶铝硅合金，其综合力学性能好，耐腐蚀性能强，特别是抗疲劳性能优异，常用于汽车汽缸、悬挂件、活塞曲臂、轮毂等[4]；Al-30%Si合金属于过共晶铝硅合金，其膨胀系数小，耐磨性好，具有很好的导热性能，在活塞等耐磨件和电子封装材料上有广泛用途[5−6]。……