● 摘要
摩擦挤压是一项具有发展潜力的材料加工技术，开展摩擦挤压基础理论研究对于该技术的应用具有重要的理论和工程实际意义。本文重点研究了铝合金摩擦挤压工艺中工件与模具摩擦界面处的力和热现象，深入分析了摩擦力的产生及性质、工件端部区域的热力学特点，探讨了摩擦挤压工艺机理。从摩擦学角度对摩擦挤压过程中的工件与模具表面之间的摩擦进行了分析，阐明了摩擦挤压不同阶段摩擦力产生的原因以及影响摩擦力的主要因素。研究表明，摩擦挤压过程中的摩擦由干摩擦过渡为边界摩擦，稳定成形时接近为流体摩擦，同时，在这一过程中发生着外摩擦向内摩擦的转换。利用有限元分析软件DEFORM-3D对铝合金摩擦挤压过程工件的温度场与变形场进行了耦合计算，模拟分析了摩擦挤压过程中成形工件的温度变化以及变形规律，根据模拟结果可以观察摩擦挤压过程中应力与应变的变化情形及金属的流动特性。研究成果为进一步开发摩擦挤压工艺提供了理论依据。