镁合金具有密度小、阻尼性能好和散热性能好等特点,其应用于汽车轮毂可实现减重和节能减排的效果。轮毂的成形工艺主要分为铸造法和塑性成形法。目前铸造法生产的镁合金轮毂难以满足汽车轮毂的使用要求,塑性成形法可获得更好的力学性能。但目前采用反挤压成形方法常在轮辋处产生微裂纹、轮辐与法兰处存在组织不均和组织粗大等缺陷,严重影响轮毂成品率,更加大了生产成本,阻碍了产品的市场推广应用,因此开展镁合金轮毂的反挤压塑性成形工艺研究具有重要意义。本文采用有限元模拟的方法对AZ80镁合金轮毂反挤压成形工艺进行研究,在分析了某企业生产的AZ80镁合金轮毂的宏观与微观组织缺陷的基础上,采用Creo建立模具及坯料的几何模型,在Deform-3D软件内导入AZ80镁合金的本构方程、再结晶模型和选择合适的韧性断裂准则,对轮毂成形过程中的温度场、应力场、流速场、损伤场及挤压轮毂的平均晶粒尺寸进行模拟,分析轮毂成形过程中产生缺陷的原因,提出了模具结构优化和加工工艺参数优化的方法。AZ80镁合金轮毂反挤压实验与数值模拟结果表明,Crockroft-Latham修正韧性断裂准则可较好预测轮毂变形缺陷。轮毂不同部位的微观组织有较大差异。轮辋处挤压流线明显且动态再结晶程度大,晶粒细小均匀;而轮辐动态再结晶程度较小,轮辐部位因变形温度、流动与应力状态不同而在法兰、下轮缘、上轮缘以及轮辐与轮辋交界等处分别出现再结晶组织粗大、组织不均匀、开裂或微裂纹等缺陷。数值模拟表明,通过模具结构优化,即采取增加轮辐厚度,减小轮辐倾角,增加凸模圆角和上轮缘处圆角等措施均能有效地提高金属的流动性,使坯料充型更加流畅。比较表明,模具优化结构为:轮辐厚度增加3mm,倾角减小2°,凸模圆角增加2mm,上轮缘圆角增加2mm,此时轮毂底部温度降低且分布均匀,轮辐与轮辋连接处应力集中缓解,上轮缘处充型完整,宏观撕裂现象消失。在模具结构参数优化设计基础上研究了反挤压AZ80镁合金轮毂成形工艺参数对成形宏观物理场和组织分布的影响。结果表明,在本研究参数范围内,提高挤压温度可降低反挤压过程变形应力的不均匀程度;适当降低挤压速度可提高变形温度均匀性,但速度太低会增加变形应力的不均匀程度;降低坯料高径比可降低轮毂损伤值（裂纹趋势）,但高径比太小会导致轮毂底部晶粒粗化。合适的工艺窗口为:挤压温度360～400℃,挤压速度为3～5mm/s,坯料高径比0.7～1.0。研究还表明,轮毂尺寸不同,其宏观物理场具有相似性,即可采用小规格轮毂的实验研究来验证数值模拟结果的可靠性。