高筋铝合金航空接头锻件成形工艺研究

采用Deform-3D有限元软件对高筋铝合金航空接头锻件锻压成形工艺进行了仿真分析,获得了成形良好、应变分布均匀的最佳预锻件形状.在实验室压机上开展了缩比锻件的成形工艺实验,研究结果表明:优化的预锻件在模腔中的流动性提高、锻件充填完好、变形均匀、应力应变集中降低,所得锻件流线顺畅、晶粒细小、纤维组织明显、力学性能优良,避免了锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件设计及成形工艺提供了依据.     

工艺参数对齿轮坯锻造质量的影响

锻造工艺参数是影响锻件质量的关键。本文以某型伞齿轮坯的锻造为研究对象,分别分析了热锻工艺和冷锻工艺下的锻件流速分布、应力分布、应变分布、锻造损伤和锻压力分布情况。结果表明,热锻工艺下的锻件整体流速分布较均匀,应力值和应变值均小于冷锻工艺下的锻件;与冷锻的锻件相比,热锻工艺下的锻件最大损伤部位比较大,但是最大损伤值较小。     

连铸大圆坯V形四砧径向锻造应力应变分析

为明确连铸大圆坯V形四砧径向锻造金属变形的特点,采用有限元分析软件Simufact模拟了四砧径向锻造过程,着重分析了锻件的变形渗透问题和心部轴向应力、平均应力的分布情况。四砧径向锻造锻件表层金属变形量较大,心部金属变形量较小,最小等效应变位于离端部一定距离的中心位置。锻造过程中,变形区心部的轴向应力为拉应力状态,心部轴向应力最大值随压下量的增加变化较小,在给定模拟条件下,锻件中心最大轴向拉应力为22 MPa。锻件在变形区的平均应力为负,变形区的应力状态为静水压力。锻件心部的静水压力明显小于表层,且随锻压压下量的增加,心部的静水压力增加,在给定模拟条件下,锻件中心最大静水压力为49 MPa。     

DEFORM模拟支撑辊的锻造

轧机中的关键零件之一支撑辊在轧制设备运行的过程中承受轧辊传来的交变应力。大型支撑辊由大型钢锭锻造而成,但大型钢锭中存在种种缺陷,给支撑辊的质量带来很多问题。针对此问题,采用WHF法能够锻合锻件内部组织缺陷,可改善锻件质量。采用DEFORM软件,模拟WHF法拔长,研究WHF法在锻造拔长过程中对锻件心部的作用。实验研究表明,WHF法在拔长的第3道次时,锻件心部的应力状态由拉应力完全转变为压应力。同时,到第6道次后,锻件心部等效应变达到1.2。通过锻件心部压应力和等效应变值可知,WHF法能够完全破碎锻件内部的组织缺陷,生产出质量合格的支撑辊锻件。     

MH-Ni电池镍电极膨胀抑制剂的研究

针对大型铝合金件的锻造过程,采用实验与计算机模拟相结合的办法,分别对锻件内部冶金缺陷的变化及其应变场进行了分析.研究表明通过合理设计锻模,选择适当的坯料尺寸,能有效防止锻件内部冶金缺陷的进一步扩大.计算机模拟分析是准确预测和解释锻造过程内部缺陷变化的可靠手段.     

基于Simufact的连杆热锻成形数值模拟

基于Simufact热锻模块对连杆热锻过程进行了数值模拟,分析了连杆锻造中的应力应变分布规律。结果表明:随着锻造的进行,锻件材料缓慢流动并逐渐充满腔体;锻造过程中飞边导致锻件在分模面产生应力集中;锻件折弯区域应变变化比较明显;锻件主体等效应力、应变等分布均匀且相对稳定。该研究结果能为连杆锻造成形及热锻工艺优化提供参考。     

6061铝合金轮毂的力学性能与锻造工艺的计算机模拟

分别采用树枝晶和非树枝晶6061铝合金锻造生产汽车轮毂,并应用CMT5305电子万能实验机对轮毂不同位置取样进行力学性能测试,用三维有限元软件Deform-3D模拟6061铝合金轮毂的锻压过程,分析对比轮毂不同位置的应力应变状态以及与力学性能之间的关系.结果显示,经过电磁搅拌处理的非树枝晶材料生产的轮毂,其力学性能较普通材料整体上有较大改善;轮毂中累积应力应变越大的位置,其力学性能相对应力应变小的位置更佳.     

基于Deform的铝合金盘体件锻造工艺参数对成形性能影响的分析

在复杂结构铝合金盘体件锻造过程中,预锻模结构对锻造质量的影响较大。本文分析了采用初始预锻模结构的锻件填充情况,并基于填充缺陷改进了预锻模结构,验证了改进后的预锻模结构对锻件填充、金属流速和锻件应力分布的影响,并对比分析了不同摩擦系数对锻件质量的影响。     

7075铝合金多向锻造工艺的数值模拟与试验

对7075铝合金进行了多向锻造试验以及EBSD检测.基于热模拟试验获得的不同温度下的真应力-应变曲线建立流动应力Arrhenius双曲正弦本构方程模型,用Deform-3D软件对7075铝合金4道次多向锻造过程中锻件的温度场、等效应变、最大主应力进行数值模拟.结果表明,锻件最大晶粒尺寸为20.8 μm,最小的晶粒尺寸为...     

高速列车铝合金轴箱体锻造工艺设计及材料变形规律

针对形状结构相对复杂的7050高强铝合金轴箱体,在Gleeble-1500热模拟试验机上对原材料进行了变形温度300~450℃、应变速率0.01~10 s-1的热模拟试验,获得了不同变形温度和变形速率下的真实应力-应变关系曲线,建立了含有应变补偿的7050铝合金Arrhenius本构关系模型;提出了一种能够合理分配材料体积的轴箱体预制坯形状,并设计了相应的挤压预锻工艺和模具结构,通过数值模拟研究了轴箱体锻造过程中金属流动规律。研究表明,挤压后的预锻件满足终锻件的体积分配要求,能够使终锻件充型饱满、流线分布合理,无折叠现象,工艺流程简化为自由锻压扁镦粗、挤压制坯和终锻3步,缩短了加工周期。在实际生产中缺乏多向锻造设备时,为轴箱体类锻件生产提供了一种可行的工艺方法。     

5A06铝合金复杂盒形件等温锻造工艺研究

针对5A06铝合金复杂盒型件,利用有限元分析软件Deform,确定了先预成形后终成形的等温锻造成形工艺方案。并通过逆向补偿方法设计了预成形及终成形模具。在20 MN锻压机上,先将铝合金板材预锻成预制坯,然后再等温终锻。等温锻造工艺中,模具温度为(450±10)℃,5A06铝合金预制坯温度为(465±10)℃,成形时最大挤压力为14000 k N。等温锻造试验表明;Deform有限元分析对等温锻造成形工艺研究具有较强的指导意义,采用先预成形后终锻成形工艺能大大提高锻件成形质量;此外,5A06铝合金等温锻造盒型件相较于机械加工盒型件,抗拉强度Rm提高到350 MPa,伸长率A提高到25%。     

铸态2219铝合金热压缩变形组织演变规律

为解决2219铝合金微观组织粗大、第二相分布不均的问题,开展了对铸态2219铝合金热压缩变形组织演变规律的研究。研究结果表明,经热压缩变形后,铸态2219铝合金组织中粗大的晶粒及连续网状分布的残余结晶相被打碎,经热处理后形成了均匀的再结晶组织。随着变形温度的升高,晶粒组织粗化,但Al2Cu相的分布更细小、均匀;随着变形量的增大,晶粒组织逐渐细化,晶粒大小分布也更均匀,且Al2Cu相也随变形量的增加破碎得更充分,分布更细小、均匀。在大直径铸锭锻造开坯过程中,为了获得Al2Cu相细化分布的组织,变形温度应控制在420℃以上,单次变形量不应低于50%。延长锻后保温时间不会显著影响材料的显微组织,因此,在锻造开坯过程中,为了保证合理的变形温度区间,可以采用回炉加热多火次锻造的方式。     

轮毂闭式反挤压成形工艺研究

汽车轻量化是世界汽车发展大趋势。试验证明,汽车整备质量每减少100kg,百公里油耗可降低0.3~0.8L。目前大部分汽车安装的轮毂为铸造铝合金轮毂(以乘用车为主)或钢质车轮(以商用车为主)。锻造铝合金轮毂重量比铸造铝合金轮毂的重量轻10%左右,比钢质轮毂重量轻2/3左右。因此,采用锻造铝合金轮毂符合汽车轻量化发展的大趋势。市场上锻造轮毂成形工艺复杂,导致锻造轮毂成本过高,锻造轮毂的应用推广较为缓慢。闭式反挤压成形工艺利用一套模具直接成形轮毂的轮辋、轮缘,缩短轮毂锻件成形工序。因此,闭式反挤压成形轮毂工艺可降低锻造轮毂生产成本,加速推广锻造轮毂的应用和汽车轻量化的进程。闭式反挤压成形轮毂工艺通过有限元模拟及试验验证,证明该工艺稳定、可行。     

铝活塞液态模锻常见缺陷分析

采用液态模锻工艺生产直径190系列的铝活塞,生产工艺与传统的金属型重力铸造相比有较大区别,其铸造废品形式和形成原因也大不相同。根据液态模锻的理论依据,结合具体生产实践,对铝活塞液态模锻工艺的铸造缺陷产生原因进行了试验研究和分析,并分别设计了相应的解决措施去消除缺陷,然后通过大批量生产和跟踪调查,对措施的有效性进行了改进、修正和评价,使铝活塞液态模锻工艺更加合理。综合多年的实践,在文中列举并分析了铝活塞液态模锻工艺生产过程中经常出现的铸造缺陷形式、成因和解决措施。     

铝合金锥面筒形环件轧制成形数值模拟与实验研究

铝合金异形截面环件是航天航空和国防装备的重要结构件,铝合金异形截面环件目前多采用自由锻成形或者简化为矩形截面环件后轧制成形,使环件生产周期长、材料利用率低、环件的组织性能差,严重限制了该类环件的应用和发展。针对2A14铝合金锥面筒形环件进行了轧制过程数值模拟和实验研究,提出了形状相似环件毛坯设计方法和锥形环件轧制过程的合理工艺参数范围计算方法,并基于ABAQUS/Explicit平台建立该环件轧制过程的三维热力耦合有限元模型。通过分析毛坯结构对成形环件尺寸误差和变形均匀性的影响,得到了等截面积环件毛坯成形尺寸误差最小的结果。并根据模拟结果进行轧制实验验证,成功轧制出合格的锥面筒形环件。     

铝合金锻件端面线状缺陷分析与控制

5A06铝合金锻件在加工过程中发现线状缺陷,对此锻件进行缺陷形貌观察以及金相、断口、硬度和成分分析,结合其制造工艺,分析认为:铝锻件端面的线状缺陷为锻造折叠缺陷;此缺陷破坏了铝锻件的金属连续性,降低了铝锻件的承载能力;缺陷应由锻造工艺控制不当所致,形成于冲孔、环锻工序;在铝锻件的出厂检验及到货验收环节,增加超声波检测及上下端面的荧光检查,可以有效地剔除存在此类缺陷的锻件产品。     

TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究

实验研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM-3D有限元软件对其进行数值模拟.结果表明,采用等温锻造工艺成功地锻造出某钛合金复杂结构件,锻件轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高,金属流线分布合理,组织性能超过常规机加工件,其材料用量相对于常规机加工件提高到60%.通过软件模拟,了解锻件成形的应力、应变及金属流动等信息,为工艺的确定和设备的选取提供了理论依据.     

基于晶体缺陷机理的6061铝合金镦粗成形工艺分析

基于晶体缺陷机理,并利用计算机有限元仿真软件进行6061铝合金冷、热镦粗成形模拟对比试验。在工具运动速度及材料平均变形速度均保持不变的条件下,将6061铝合金分别置于室温20℃与加热温度350℃状态下进行自由镦粗成形,热变形时锻件高径尺寸满足要求而冷变形时尺寸达不到规格。试验结果分析表明了晶体缺陷机理对铝合金塑性变形的多方面影响,并肯定了热镦粗工艺比冷镦粗工艺更适用于铝合金模锻前制坯的方法,因为热成形有利于减少金属内部的晶体缺陷运动阻碍。     

径向锻式应变诱发法制备半固态坯料的研究

采用径向锻式应变诱发法对铝合金6063挤压棒料进行处理,主要研究了径向锻对铝合金6063微观组织的影响,讨论分析了对铝合金6063直接半固态等温处理和先径向锻预变形后半固态等温处理2种方式下的半固态微观组织演化过程。结果表明:随着断面收缩率的增加,径向锻后铝合金6063微观组织的紧密程度增加,但当断面收缩率高于70%时,该变化趋势不明显;相比于半固态等温处理法,采用径向锻式应变诱发法能够获得较为理想的半固态坯料微观组织。     

提高2A14铝合金轮毂锻件力学性能的锻造工艺

为了解决2A14铝合金轮毂模锻件生产过程中出现的力学性能偏低现象,经过锻造工艺的对比试验,确定了最佳锻造工艺,应用于生产,使2A14铝合金轮毂模锻件力学性能得以提高,符合了标准的要求。