基于热冲压工艺的AA6111铝合金热变形行为及本构模型

黄鸣东，吴 浩，王立娟，刘 成

(中铝材料应用研究院有限公司，北京 102200)

铝合金热冲压冷模具淬火技术是结合成形与成性的一体化工艺，其工艺过程是：首先将铝合金板材进行充分的固溶处理，然后迅速转移至冷模具中进行冲压成形，随即保压淬火，最后对零件进行人工时效处理，获得高强度零件[1-4]。相比于铝合金冷冲压成形，铝合金热冲压成形技术可解决铝合金高成形性与高强度不能同时满足的矛盾，同时零件回弹小，零件精度高[5-8]。AA6111铝合金是中高强Al-Mg-Si合金，以Mg2Si为强化相，是一种可热处理强化铝合金[9-10]。由于其室温下成形性能较差，较难应用于车身复杂的结构件中。而采用铝合金热冲压成形可有效解决成形困难问题。研究AA6111铝合金热变形行为并建立高温本构模型，可为后续热冲压有限元模拟提供数据和理论依据[11-12]。

本项目在Gleeble-3500热模拟试验机对AA6111铝合金进行成形温度为425 ℃～525 ℃及应变速率0.01/s～1.0/s的高温拉伸试验，结合流变应力曲线及微观组织观察，分析成形温度及应变速率对AA6111铝合金的高温成形性能的影响规律，并建立了高温本构模型，用于描述AA6111铝合金的高温变形行为。

1 试验材料与方法

试验所用材料为中铝瑞闽公司提供的1.5 mm厚AA6111铝合金板材，其化学成分如表1所示。单轴热拉伸试样的几何形状及尺寸如图1所示。采用线切割机将板材切割制成拉伸样，试样长度方向与板材轧制方向相同，并采用400# SiC砂纸将试样轮廓打磨光滑。

表1 AA6111合金成分(质量分数/%)Table 1 Composition of AA6111 aluminum alloy(wt/%)

试验设备为Gleeble-3500热模拟试验机。……