铝合金板料电磁翻边全流程工艺研究

谢冰鑫 黄 亮 黄 攀 李建军 苏红亮

1. 华中科技大学材料科学与工程学院，武汉，430074

2. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，武汉，430074

0 引言

高性能轻质铝合金材料具有低密度、高比强度以及优良的导电导热性、焊接性和抗腐蚀性等优点，是航空航天装备实现轻量化的首选材料，广泛应用于飞机蒙皮、翼肋和航天运载火箭的推进剂贮箱等[1-3]。以航天运载火箭的推进剂贮箱为例，为方便贮箱与管路之间的连接，需要在经整体成形后的箱体底部进一步成形出局部翻边孔，然而传统凹凸模成形存在设备结构复杂、工艺流程繁琐、柔性化程度低等问题，随着构件尺寸的增加，对设备吨位和装配过程也提出了更高的要求，且铝合金材料在室温下成形性能较差，塑性流动困难且难以调控，易出现失稳起皱、过度减薄甚至开裂和回弹量大等缺陷，严重影响构件成形精度和成形质量[4-5]，以上成形成性问题制约了铝合金材料在复杂结构中的应用。

电磁成形(electromagnetic forming, EMF)是一种新兴的高能率成形技术，基于电磁感应原理和楞次定律，其利用瞬时电磁力使金属材料发生高速塑性变形，应变率达103～104s-1，具有单模成形、成形柔性高，显著提高材料成形极限并减小回弹、抑制起皱等优点，可以有效实现难变形材料的精密塑性成形，为解决难变形材料在传统成形方式中所面临的问题提供了一个全新的思路[6-10]。国内外学者对电磁翻边工艺进行了变形机制、成形工艺和数值模拟等方面的研究[11-16]，并通过实验得到了成形质量优良、贴膜效果佳的高精度翻边成形件，为电磁成形技术的应用提供了重要参考。……