由于汽车在减重方面的要求，用铝合金板材代替钢板制造汽车覆盖件已是当前汽车行业的重要发展趋势之一。在冷冲压条件下与钢板相比铝合金板材存在着塑性低和回弹大的缺点，由于超塑成形可以解决这些问题，因此铝合金汽车覆盖件超塑成形工艺研究已成为当前国际上的研究热点。目前国际上应用于汽车覆盖件超塑成形的铝合金板材主要为经过工艺改进的5083超塑成形专用铝合金板材，晶粒较细，超塑性能较好，热成形后工件强度较高，但是这种5083铝合金板材只有少数公司能批量生产，因此难以得到大规模地工业应用。本文首次对两种工业牌号铝合金板材AA5182和6016进行了汽车覆盖件超塑成形的工艺和模具研究。这两种铝合金板材是当前汽车覆盖件冷冲压成形的主流铝合金板材。本次研究将有助于推动铝合金在汽车工业上的应用。 本文的主要研究工作包括以下几个方面： 1．对两种工业牌号铝合金板材AA5182和6016进行了超塑性能拉伸试验。试验结果表明材料AA5182表现出一定的超塑性能，在应变速率为0.0016／s，温度为375℃时延伸率达到210％，m值达到0.25；当应变速率为0.016／s，温度为500℃时延伸率达到225％，m值达到0.35。而6016在500℃下的延伸率均小于150％，m值在0.16附近，超塑性很低。 2．对变形前后材料进行了微观组织观察。观察结果表明AA5182的晶粒在变形前后保持等轴状态不变，而6016的晶粒在变形中被拉长。根据超塑变形的微观机理：超塑变形是以晶界滑移为主，伴随有扩散蠕变和位错蠕变，这表明AA5182的变形是以晶界滑移为主，因此超塑性能较好，具有较大的延伸率，而6016的变形以位错蠕变为主，超塑性能很差，机械科学研究院硕士论文延伸率较低。 3.对两种工业牌号铝合金板材AA5182和6016进行了吹泡试验。结果表明在胀形的二维应力状态下，初始壁厚为lmm的AA5182铝合金板材在375℃和内径为gomm的凹模胀形下变薄至o.3mm时发生破坏，材料的最大变薄率达到70%，吹泡高度达到44.7mm。初始壁厚为lmm的60 16铝板在500℃和内径为90mm的凹模胀形下变薄至0.25mm时发生破坏，材料的最大变薄率达到了75%，吹艳高度达到44.夕mm。 4.选择一款跑车的前挡泥板作为成形对象，根据该零件的形状特点和板材的超塑性能试验结果进行了超塑成形的工艺研究。确定选用铝板AA5182在375℃下的超塑气压胀形工艺，压料面采用水平压料方式。 5.为前挡泥板的超塑气压胀形工艺设计和加工了模具和加热系统。模具设计为中心掏空方式，壁厚比较均匀，并用数控加工制造。模具加热采用加热板和内外加热器联合加热的方式，既使加热功率足够又尽量使模具受热均匀，以防止因热应力引起模具开裂。 6.用数值模拟方法对吹泡试验过程进行了工艺模拟。模拟结果与实际试验结果吻合较好，证实了数值模拟方法对超塑成形过程模拟的有效性，可以用于指导零件超塑成形的工艺设计和优化。 7.运用数值模拟方法对前挡泥板的超塑气压胀形过程进行了工艺模拟和优化，改进了模具型腔曲面，得出了最优的压力一时间曲线。在此条件下，当坯料初始厚度为lmm时，成形后零件的最薄厚度为0.6mm，变薄率达到40%，远小于吹泡试验得出的材料70%的额定最大变薄率。这说明，本文对前挡泥板的工艺和模具设计是合理可行的。