柴油机油量控制套筒粉末冶金成形技术的研究

柴油机油量控制套筒是柴油机运作中控制油量大小的关键部件,对柴油机的速度及功率进行精确的调节。其外表面形状特殊,内表面分布若干台阶且具有较高的配合精度要求。以传统的车、铣方法加工油量控制套筒效率过低,成本过高。本项目是以粉末冶金技术研究油量控制套筒的先进制造方法,以实现其对精度、密度、性能的要求,达到降低成本,提高生产率的目的。     

CNC压机不同移粉状态的数值模拟北大核心

CNC粉末成形液压机能够实现无预压粉末移动,即压制前粉末可在轴向上移动到任意位置而不会产生粉末横向移动或受压变形,该功能可保证成形多台阶复杂零件的密度均匀性。本文运用有限元Deform软件对VVT正时皮带轮在不同移粉状态下的压坯密度进行模拟分析。通过模拟数据对移粉位置研究,优化压制参数,提高压坯密度分布的均匀性,实现VVT正时带轮采用粉末冶金近净成形的先进方法制造,并满足其对精度、密度、性能的要求。     

CNC压机不同移粉状态的数值模拟

CNC粉末成形液压机能够实现无预压粉末移动,即压制前粉末可在轴向上移动到任意位置而不会产生粉末横向移动或受压变形,该功能可保证成形多台阶复杂零件的密度均匀性。本文运用有限元Deform软件对VVT正时皮带轮在不同移粉状态下的压坯密度进行模拟分析。通过模拟数据对移粉位置研究,优化压制参数,提高压坯密度分布的均匀性,实现VVT正时带轮采用粉末冶金近净成形的先进方法制造,并满足其对精度、密度、性能的要求。     

装粉方式对钛粉压制成形影响的数值模拟

用MSC.Marc软件模拟了在3种不同装粉方式下钛粉压制成形过程中粉末的流动情况以及压坯的密度分布规律。研究结果表明:装粉方式对粉末压制过程及压坯密度具有较大的影响,与平式装粉方式相比,采用凸式装粉,试样的烧结坯密度提高6％,孔隙分布的均匀性得到相应的改善。     

钼粉末温压扭成形致密化行为模拟研究

以高径比为0.33的钼粉末坯料作为研究对象,运用MSC.Marc有限元仿真软件,采用热—机耦合分析方法,对其温压和温压扭成形过程进行了模拟,获得了两种工艺在不同摩擦条件下的粉坯相对密度分布及粉末径向流动规律,验证了有限元模型的可靠性。结果表明:两种成形中靠近侧壁的粉末相对密度分布规律相同;摩擦系数较小时,压扭工艺对温压粉坯相对密度分布改善不大;随着摩擦系数增大,温压扭成形粉坯致密性和相对密度分布均匀性提高;温压扭成形端面粉末距中心越远,径向位移越大,侧壁粉末距上模越近,径向位移越小。     

钼粉物理性能对其压坯挠曲强度的影响

钼压坯的挠曲强度是衡量钼粉质量的重要指标之一。通过对钼粉的粒度分布、费氏粒度、松装密度、振实密度以及颗粒形貌等对钼压坯挠曲强度的影响研究,探讨其相互关系,有利于产品质量管理前置。研究结果表明,钼压坯的挠曲强度值的大小取决于钼粉的颗粒团聚状况和粒度分布;钼粉的松装密度和振实密度越大,钼粉中小颗粒聚集和颗粒熔融形成的"硬"团聚越少,粒度分布越接近标准正态分布,所得压坯的挠曲强度值则高。     

压制方式对粉末冶金制品性能影响的有限元模拟

利用MSC/MARC有限元分析软件对金属粉末温压过程进行了模拟.采用基于更新拉格朗日方法的热一机耦合,分析了不同压制方式(单向压制、同步双向压制、非同步双向压制)对压坯性能的影响规律.对压坯相对密度及力学性能的分析表明,对于圆柱形压坯,压制方式不同,压坯相对密度和应力的分布状况及数值是不同的.采用双向同步压制,有利于提高压坯密度,改善压坯密度分布的均匀性.双向同步压制时压制力、侧压力、弹性后效、压坯等效应力均比其他两种情况要大,压坯等效应力分布状况与圆柱体镦粗变形相似,存在"摩擦死区"和"易变形区",等效应力分布比其他两种情况均匀.     

铁粉特性对温压生坯密度的影响

从铁粉类型、粒度组成、化学成分和粉末显微硬度等因素对温压生坯密度的影响情况进行了系统试验,结果表明,通过控制粉末形状、粒度分布、化学成分等因素,温压可获得高压坯密度,在本试验中,经过处理的国产粉温压压制密度最高可达7.30g/cm3,接近国外粉末压制密度。     

模具结构对钻齿类合金压坯分层的影响

分析了因模具结构造成钻齿类合金压坯分层的原因,提出了改进模具结构设计的措施。改进后的模具结构可减少压坯分层,从而提高压坯质量及合格率。     

粉末热锻凸轮的数值模拟

凸轮作为装配式凸轮轴上的关键零部件之一,其制造技术很大程度上影响着凸轮轴及发动机的发展。采用验证实验的方法确认有限元法模拟粉末热锻凸轮的压制及热锻成形过程的合理性,在此基础上利用数值模拟法对凸轮的压制方式进行改进、优化热锻工艺参数。针对粉末压制成形工艺,对不同压制方式下(单向压制、双向压制、浮动压制、摩擦压制)的压坯密度进行模拟分析。而针对热锻工艺则研究分析锻压速度、摩擦因数、坯料加热温度、模具预热温度、坯料初始相对密度5组因素对锻件密度分布的影响,从而获得最佳的工艺方案。     

Thermophysical properties of roll-compacted nickel sheet for high-density infrared sheet fabrication

This work is focused on the analysis of the high-density infrared (HDI) sheet fabrication process of powder compacts. Measurements of material properties and distribution of incident heat flux on processed powder sheet surfaces have been conducted with the aim of obtaining a complete set of data that can be used as input in computer simulation software. It was found that these materials exhibit significant anisotropy in thermal conductivity. Indirect measurements indicate that there are small variations in density across the thickness of the powder compacts. Temperature data were obtained from thermocouples placed on the backside of the sheet. The evolution of thermal profile during a static pulse was investigated by using a three-dimensional finite volume model. Numerical simulation results are very sensitive to the surface emissivity. Numerical simulation results agree very well with experimental results for the case in which no liquid pool was formed during HDI processing.     

铸轧辊热辊型的研究

建立了双辊薄带铸轧过程中的铸轧辊传热及热变形三维有限元模型.通过动态模拟计算,得到了铸轧辊在稳定工作条件下的铸轧辊辊套的热辊型分布,发现铸轧辊在转动过程中,辊套内、外表面径向热变形分布呈近似椭圆形,即在一个转动周期中,有两个热变形峰值,而且铸轧辊中间对称部位的径向热变形椭圆长轴与边部径向热变形椭圆长轴不在同一个方向上.     

Simulation of the interaction of a powder heterogeneous medium with a tool during molding

The contact interaction of a heterogeneous powder medium with the surface of a steel or hard-alloy tool is subjected to mathematical simulation. Under known compacting conditions, the developed mathematical model can be used to find the character of particle motion in the medium to be compacted and the density distribution over the volume of the semiproduct or the end product.     

陶瓷粉末冷等静压成形密度缺陷模拟分析

采用大型有限元软件MSC.MARC对陶瓷粉末成形件冷等静压成形过程进行了有限元数值模拟,对有关数值模拟技术问题进行了详细讨论。模拟了陶瓷粉末成形件冷等静压成形时的陶瓷粉末流动及密度分布情况,分析了陶瓷粉末成形出现密度不均现象的原因。研究结果有助于对等静压工艺进行优化设计。     

氧煤燃烧器内湍流气固两相流动数值模拟

借助FLUENT CFD软件平台,以套筒式燃烧器为研究对象,根据其结构参数,利用数值计算程序对高炉燃烧器内的湍流气固两相流动、传热和燃烧进行了数值模拟.计算结果描绘出了氧煤燃烧器内的两相流场、温度场、挥发分浓度场和组分浓度场等,并对模拟结果进行了分析,为优选燃烧器的结构尺寸和流动参数提供了重要依据.     

机械加工对粉末冶金铍材表面残余应力的影响

铍具有低密度、弹性模量高的特性,常用于航天结构件。粉末冶金铍材在机械加工时,表面会产生残余应力,对铍结构件的尺寸稳定性和使用寿命造成直接影响。因此,使用X-ray衍射仪测量铍材表面残余应力,测量了粗车、精车、时效工艺下残余应力沿表面的分布情况;进一步研究了不同机加工艺对铍材表面残余应力影响。结果表明,机械加工时,粉末冶金铍材残余应力均表现为压应力;残余应力与加工线速度负相关,与进刀量正相关,时效处理可有效降低铍材表面残余应力,还能有效提高残余应力的均匀性。     

150t转炉喷粉提钒的水模拟研究

利用水模拟试验,将转炉提钒喷粉过程的气粉混合物近似看作一种密度较大的气相流,通过测定电导率对比不同喷粉流量和喷粉位置混匀时间的变化,研究150t提钒转炉喷粉的搅拌效果和冲击特性。研究发现:采用底吹喷粉时,容易发生钢水倒灌堵塞喷粉枪;采用低于熔池液面300mm转炉侧部30°喷吹时,混匀时间仅为54.5s;侧吹30°下部关于轴A的对称位置应为最佳喷粉位置,有利于增强提钒熔池搅拌能力,促进提钒反应进行,为实现转炉喷粉高效提钒提供理论支撑。     

粉末冶金零件等静压成形过程数值模拟

对粉末冶金零件冷静压（CIP）成形过程进行了有限元数值模拟,对有关数值模拟技术问题进行了详细讨论,模拟了粉末冶金零件冷等静压成 时的粉末流动情况,分析了粉体成形时的密度分布规律,模拟结果表明：粉末冶金零件的几何形状尺寸,模具形状对密度缺陷有很大影响,提出了模具形状的改进方案,在提高粉末冶金零件使用寿命方面提出了有益的建议。     

铁基粉末冶金液压马达阀板压制成形数值模拟

利用数值模拟软件DEFORM-3D对铁基粉末冶金液压马达阀板的压制成形过程进行数值模拟。研究了5种不同成形工艺参数方案条件下阀板压坯各区域的密度与整体密度的分布情况,分析了阀板外台阶和斜内台阶的成形密度与压坯整体密度分布不均匀的根本原因,获得了较优的阀板压制成形工艺参数并进行了生产实践验证,对提高同类铁基粉末冶金零件的成形工艺设计合理性具有重要借鉴意义。