于彦东 李磊

摘要：针对传统的大塑性变形技术制备超细晶材料存在着生产效率低下、制造成本高等问题，在变通道转角挤压（CCAE）工艺和正挤压工艺（FE）基础上，设计出一套正挤压和变通道转角挤压复合挤压模具。以AZ31镁合金为研究对象，采用Deform3D软件对该工艺进行数值模拟。模拟结果表明： FEECAP复合变形工艺后的累积变形量大于分别进行FE和CCAE两种工艺的累积变形量之和，晶粒尺寸由135μm减小到266μm，晶粒细化效果显著。

关键词：复合挤压;AZ31镁合金;累积变形量;数值模拟

DOI：10.15938/j.jhust.2018.05.023

中图分类号： TG37652

文献标志码： A

文章编号： 1007-2683（2018）05-0134-04

Abstract：Due to the inefficiency and highcost of traditional large plastic deformation on the preparation of ultrafine crystal material，a new kinds of compound deformation combined forward extrusion and change channel angular extrusion （FECCAE） mold was designed based on the change channal angular extrusion and forward extrusion（FE）Taking the AZ31 magnesium alloy as the research object，the compound deformation was simulated by Deform 3D softwareThe numerical simulation results shows that the accumulated deformation of FECCAE better than the sum of FE and CCAE，and the grain refining significantly，which decreased from 135μm to 266μm

Keywords：compound deformation;AZ31 magnesium alloy;accumulative defor mation;numerical simulation

0引言

等通道转角挤压（equal channel angular pressing， ECAP）是由苏联的Segal[1]等首次提出并应用于钢变形研究，Valiev[2]等人将ECAP技术应用于制备超细晶铝合金，自此，ECAP技术成为研究的热点。利用该技术实现了对铝合金[3]、镁合金[4]、钛合金[5]及铜合金[6]的晶粒细化。

ECAP需要多道次变形，才能累积足够的塑性变形量，加工效率低下[7]。为此，在ECAP工艺的基础上，刘世宇[8]设计了一种两轴线相交，但两通道截面不同的一种大塑性变形工艺，即变通道转角挤压（Change Channel Angular Extru sion ，CCAE）工艺。

基于以上的优点，为了获得更大的塑性变形量，获得性能更加优异的细晶材料，在变通道转角挤压工艺的基础上，设计了一种正挤压和变通道转角挤压复合变形（FECCAE）模具[9]。本文以AZ31镁合金为研究材料，利用Deform 3D软件对FECCAE进行工艺模拟，期望对制备超细晶材料提供新的思路。

1模具结构设计及参数的设定

本文所设计的正挤压和变通道转角挤压复合变形工艺是在正挤压通道后直接连接一个横截面改变的变通道转角挤压型腔，一次挤压过程，坯料连续通过两种挤压型腔，从而提高了坯料的加工效率，该工艺原理如图1所示，装置的三维图如图2。……