高强耐热镁合金舱段旋转挤压成形技术研究

摘要

舱段构件作为航天器的主承力构件，工艺体系仍处于一种产品一套工艺的局面，难以适应航天“脉动性”制造要求（轴向、径向尺寸存在波动），急需突破柔性制造关键技术。同时，由于舱段构件存在壁部倾斜角度及壁厚变化大等特点而导致其制备成形较为困难，采用传统旋转挤压方法则难以制备。基于此，本文以多规格高强耐热镁合金舱段柔性制造的共性关键技术为突破口，提出了一种径向加载多工序逐次旋转挤压成形方法（简称旋转挤压），通过对不同部位进行逐次分步成形以实现异形舱段构件的制备，并结合塑性成形理论分析计算与有限元模拟仿真，分析了成形过程中金属的应力场和应变场分布，揭示了金属流动的规律，即实现径向、轴向的变形协调是挤压成形工艺的关键；通过研究不同凸模结构和工艺参数对成形载荷及金属变形规律的影响，最终确定最佳成形工艺方案为凸模工作带高度h=70 mm，且变形速度为1 mm/s，变形温度为480℃，摩擦系数为0.3。

关键词

稀土镁合金 / 旋转挤压 / 工艺参数 / 有限元仿真

基金资助

山西省科技合作交流专项（202104041101033）; 山西省科技创新团队专项资金资助项目山西省科技合作交流专项（202104041101033）;山西省科技创新团队专项资金资助项目