水箱拉丝机拉拔锌线材用辊模的设计及应用

采用水箱拉丝机进行较高速度拉拔模连续拉拔制备锌线材,发现拉拔产生的热量易使锌线材晶粒粗大,进而导致锌线材的脆性增大和抗拉强度降低,因此,拉拔模拉拔速度受到限制。辊模拉拔发热量小,变形量大,对拉拔油要求不高,适合替代拉拔模在较高速度下拉拔锌线材。现有辊模以单组逐道次拉拔为主,且体积较大不适合安装于水箱拉丝机内使用。通过简化辊模结构及孔形设计,以适合安装于水箱式拉丝机内替代拉拔模拉拔锌线材。试验表明,改进后的辊模组合,可替代拉拔模安装于水箱拉丝机拉拔锌线材,单组辊模变形量可达到拉拔模变形量的两倍,拉拔速度提高31%,能耗明显降低。采用低黏度油品替代拉拔乳化液,可减少污染物排放。     

挤压拉拔的流函数上界法解析

采用流函数速度场对圆棒、线材的挤压、拉拔问题进行了上界法解析和实验比较,结果是令人满意的。直线模的解析曲线公式为确定力能参数、变形行为和加工界限提供了重要的理论依据。这给挤压、拉拔的工艺选择和模具的优化设计提供了重要参数。     

干式连续拉丝机的几种冷却方法

介绍干式拉丝机的几种冷却方法，增强拉丝机的冷却效果可以提高拉丝模具寿命，减少拉拔道次，提高拉拔速度，减小拉拔力，从而提高钢丝的综合力学性能和表面质量，降低能耗，提高拉丝机工作效率。     

铜线拉丝模具的优化设计

针对当前铜线拉拔过程中,铜线拉丝速度提高,模具磨损加重的问题,通过对铜线拉丝模具的几何尺寸和金属丝塑性变形的数学分析,基于经典的上界定理,建立数学模型,求解在铜线拉拔过程中,具有最小功率下铜线拉丝模具压缩区的最佳锥角,并估计其误差。采用拼合的凹模模拟铜杆拉拔过程,测得拉拔因子,同时就模具的材质、润滑条件和拉拔力对最佳锥角的影响进行了讨论。研究表明,当铜线截面压缩率为20％～25％之间时,铜线拉丝模具压缩区的锥角2α控制在17°～20°的范围中为最优,此时铜线拉拔过程可有效减少模具磨损,延长了模具寿命。     

压力模技术在高铁接触线生产中的应用分析

新一代的高铁接触线将采用锆铬铜合金/复合线材(铜包钢)。现有的高铁接触线生产工艺不太适应于锆铬铜合金/铜包钢线料,为此本文介绍压力模拉拔工艺,从粘性力学的角度对压力模拉拔过程进行数学分析,找出增加的压力与压力模几何尺寸、拉拔速度、润滑油动力粘度之间的关系,实验表明当变形区锥角及拉拔速度相同时,使用压力模比普通模的拉拔力降低15%~32%。     

基于LabVIEW并行运算的优化算法及其在Ni--Ti合金线材无模拉拔中应用

提出了一种采用LabVIEW并行运算提高传统遗传算法计算速度的方法,可实现多核计算机多线程的同时运算,从而大幅度提高运算效率.Ni--Ti合金线材无模拉拔初始阶段拉拔速度路径优化结果表明,在八核计算机上采用基于LabVIEW的多线程并行运算程序,与基于文本编程的MATLAB运算程序相比,前者运算时间仅为后者的1/8左右.Ni--Ti合金线材无模拉拔实验结果表明,采用本文智能优化后的拉拔速度路径,可使线材直径波动长度缩短至24 mm,远小于线性或S线型路径的最小直径波动长度.     

NiTi合金线材无模拉拔加工过程热力耦合数值模拟

结合所研制的连续式无模拉拔加工设备的实际情况,利用DEFORM有限元软件建立了加工过程的热力耦合有限元分析模型,开展了NiTi合金线材无模拉拔加工过程的热力耦合模拟研究,获得了线材无模拉拔加工过程的温度场和应力场的分布规律,以及冷热源距离、冷却水流量及拉拔速度对成品线径的影响规律. 通过实验验证了模拟结果的正确性.     

H62铜合金本构模型构建及游动芯头拉拔力影响分析

以H62铜合金为实验材料,进行不同应变率下的单向拉伸试验。采用唯象建模方法建立铜合金的本构模型。通过二次开发,将本构模型导入MARC,以拉拔速度为实验参数,对游动芯头拉拔过程进行数值模拟。结果表明:利用强化系数与黏性系数建立的本构模型,对不同应变率下单向拉伸实验数据拟合效果较好,弹黏塑性模型对不同应变率下拉伸成形具有较好的适用性;随着拉拔速度增加,拉拔力逐渐增大,但增加的幅度较小。     

用于45#钢丝拉拔加工的叠层陶瓷拉拔模具磨损分析

为研究45#钢丝拉拔加工过程中受力和Al₂O₃-TiC/Al₂O₃-TiC-CaF₂叠层陶瓷拉拔模具磨损情况,采用真空热压烧结方式制备Al₂O₃-TiC/Al₂O₃-TiC-CaF₂叠层陶瓷拉拔模具,并将其固定在万能拉伸试验机上进行钢丝拉拔实验。 采用三维造型软件SolidWorks建立钢丝坯料和拉拔模具的有限元模型,通过有限元模拟软件对钢丝拉拔成形过程进行仿真分析,得到45#钢丝在变形过程中的轴向应力、应变以及拉拔力的变化情况。 扫描电镜（SEM）及能量弥散X射线谱（EDS）观察拉拔模具磨损后的微观形貌。 结果表明:叠层陶瓷拉拔模具工作区的Al₂O₃-TiC-CaF₂材料层比Al₂O₃-TiC材料层磨损严重,Al₂O₃-TiC-CaF₂材料层的固体润滑膜被拖覆到Al₂O₃-TiC材料层,模具整体具有自润滑性能。 实际测量拉拔力与公式计算所得拉拔力相吻合,模拟所得拉拔力比实际测量拉拔力小。      

高质量CVD金刚石薄膜涂层拉拔模的制备与应用研究

介绍化学气相法(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备CVD金刚石薄膜涂层拉丝模方法,并在线材的拉拔生产过程中对其性能进行了应用研究.首先,采用热丝化学气相沉积法(Hot Filament Chernical Vapor Deposition,HFCVD)在硬质合金拉丝模的内表面(内孔直径为(φ)3.8mm)沉积了高质量的CVD金刚石薄膜.并采用扫描电镜、拉曼光谱对沉积在模具内孔表面的CVD金刚石薄膜的表面形貌、薄膜质量进行了检测和评估.在实际拉拔生产线上对制备的CVD金刚石薄膜涂层拉拔模具进行了应用试验.结果表明,金刚石薄膜涂层拉丝模的工作寿命比传统硬质合金模具提高了8～10倍,并且拉制的线材具有更好的表面质量.     

金刚石线锯超声振动切割SiC锯切力的实验研究

在建立金刚石线锯普通切割SiC各锯切参数与锯切力关系的基础上,研究了振动切割中各参数对锯切力的影响机理和锯丝磨损对SiC切割表面质量的影响,并采用单因素进行锯切参数对锯切力和SiC切割表面形貌的试验研究。结果表明:同等条件下,超声振动切割比普通锯切的平均主锯切力明显减小;相对于锯切速度和工件转速,工件进给速度对锯切力的影响更为明显;增大振幅直接扩大了介于工具-工件间的动态容屑空间,有利于排屑。正确选择锯切工艺参数尤其是进给速度和振幅,对锯切力和动态容屑空间的平衡至关重要。     

纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能

采用树脂结合剂的金刚石砂轮,对纳米氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷(纳米ZTA陶瓷)与普通纯Al2O3陶瓷进行了超声磨削对比试验,对磨削加工表面显微形貌进行了SEM观察,探讨了该材料超声磨削加工机理及主要磨削参数对磨削力的影响。研究结果表明:对纳米ZTA陶瓷采用超声振动磨削可以获得较高的表面质量和加工效率,因而是比较理想的加工方式。     

正交复合超声振动拉丝

为促进超声振动拉丝的实际应用,针对不同施振方式的作用效果,建立了一套正交复合超声振动拉丝实验系统,系统由超声波驱动器、超声振动系统、拉丝模和拉丝机等组成.利用有限元法对正交复合超声振动拉丝进行仿真模拟,分析超声振动拉丝的加工机理.通过对铜丝的一系列拉拔实验,考察了在实际拉丝加工过程中,纵向振动、横向振动和正交复合超声振动对拉拔力和丝表面质量的影响.实验结果表明:当振幅达到一定值后,正交复合超声振动的作用效果最好,能使拉丝机的张力调节周期有效延长3倍以上,减少了丝材的不均匀变形,使拉丝更趋于稳定;当拉拔速度为980 mm.s-1时,可使拉拔力减小近10%,改善了丝材表面质量.     

超声振动对内燃机缸套摩擦润滑状态影响的研究

降低缸套-活塞组件的摩擦力是提高内燃机可靠性和耐久性的重要技术问题。在关于摩擦副减摩的研究与实践中,超声振动减摩因其良好的减摩性能得到了研究人员的广泛关注。为了研究超声振动对内燃机缸套组件摩擦润滑状态的影响,本文对比分析了在缸套外壁有、无超声激振条件下的内燃机摩擦损耗。通过对内燃机缸体进行结构改制,在内燃机倒拖试验台上引入超声激振设备,搭建了新型单缸内燃机的超声振动减摩试验台架。通过试验研究了内燃机缸套活塞组件在不同激励工况下的超声振动减摩情况。研究表明：施加高频振动后,缸套-活塞组件间出现了接近于粗糙度等级的动态变形,内燃机摩擦损耗较未激振前呈现出小幅降低。     

基于ANSYS的换能系统的模态分析

超声换能器是在微电子制造超声键合工艺中的一个重要部件,了解超声换能器的振动模态是非常有必要的。用有限元分析软件ANSYS仿真,得到换能系统的多种振动模态,进而得出其工作频率和主模态。     

高温合金轴向超声振动钻削减摩机理

针对高温合金钻削困难、钻削过程中摩擦力大等问题,采用超声振动技术加工.首先,分析了超声振动减摩机理,构建了平均摩擦力与振动参数之间的关系,并得出了平均摩擦力与振幅之间的变化趋势.建立轴向超声振动钻削系统,利用该系统对高温合金进行钻削加工.结果表明:振动振幅对孔壁表面质量的影响符合超声振动钻削的减摩特性.利用优化后的振幅超声振动钻削,与普通钻削相比,切屑形态更加规整,孔壁表面粗糙度值更小,表面质量更好.     

不同晶粒度45#钢超声辅助微铣削实验研究

超声辅助微铣削是在微铣削的加工过程中,对刀具或者工件施加一定频率和振幅的超声振动,改变材料去除机理,改善微铣削的加工特性.文中以45#钢为例研究晶粒度的大小对超声振动辅助微铣削结果的影响,对不同大小晶粒下45#钢进行了超声微铣削实验,分析材料晶粒度的大小对超声辅助微铣削实验结果的影响.通过改变微铣削工艺参数和超声振幅并进行正交实验,重点分析晶粒度的大小对铣削力,加工表面粗糙度和加工工件精度的影响.验证了在相同的工艺参数下微铣削过程中晶粒度较大的材料对应较小铣削力的结论,同时晶粒度较大的材料可以获得更好加工表面质量.      

Coating thickness control in continuously fabricating metallic glass-coated composite wires

A continuous production process was developed for coating bulk metallic glasses on the metallic wire surface. The effects of processing parameters, including the drawing velocity and coating temperature, on the coating thickness were investigated. It is found that the coating thickness increases with the increase in drawing velocity but decreases with the increase in coating temperature. A fluid mechanical model was developed to quantify the coating thickness under various processing conditions. By using this theoretical model, the coating thickness was calculated, and the calculated values are in good agreement with the experimental data.     

热超声键合过程中键合力波动特性仿真研究

利用有限元分析方法研究了在铜金属化晶片上进行金引线热超声键合过程中的键合力变化情况,建立了基于率相关材料特性的热超声键合有限元模型,对键合中的碰撞和超声两个过程进行了仿真分析,并引入平均键合力、键合力标准差值等统计参量来判定键合力的波动变化,从而更加准确地揭示了各键合参数对键合力波动的影响规律.研究结果表明:碰撞初速度(v0)、超声时间或键合温度的增加,均会使得键合力的波动加剧,不利于键合力的控制;对于v1/v0(v1为劈刀速度)则存在一个合适的值,可以使得键合力的波动变化最小.