Ti35合金管材数控弯曲成形规律有限元模拟研究

利用Abaqus有限元软件对新型耐蚀Ti35合金管材的数控弯曲过程进行了模拟研究。研究了弯曲角度、芯棒伸出量、压块相对助推速度和相对弯曲半径对Ti35合金管材成形结果的影响。结果表明,Ti35合金管材数控弯曲截面扁化率和回弹角随弯曲角度的增大而增大;弯曲变形越剧烈(如减小弯曲半径、压块相对助推速度,或增大芯棒伸出量),壁厚减薄率越大,回弹角越小。截面扁化率随芯棒伸出量、相对弯曲半径的增大而减小。     

自动轧管横向壁厚精度研究

摘要：针对自动轧管机轧制薄壁不锈钢管中出现的严重横向壁厚不均问题,借助于三维有限元分析软件Simufact,对X10CrNiTi18不锈钢管典型规格112mm×4.5mm自动轧管过程进行数值模拟。研究了不同轧辊孔型结构参数、芯棒润滑状态、轧辊孔型磨损及穿孔毛管偏心对自动轧管横向壁厚精度的影响。结果表明：随着芯棒摩擦因数的增大,所轧荒管横向壁厚精度明显恶化;偏心毛管轧制所轧荒管依旧偏心,延伸轧制对穿孔毛管偏心壁厚纠偏能力有限;磨损的孔型修模后,采用负芯补轧制较增大芯棒直径轧制所轧荒管横向壁厚不均度增大;采用三段式圆弧孔型,所轧荒管横向平均壁厚更接近目标壁厚,横向壁厚不均度由原孔型的13.55%下降到9.94%,横向壁厚精度明显改善。     

无缝钢管回退式芯棒二辊连轧特性分析

利用有限元软件MSC.Superform对回退式芯棒钢管连轧过程进行数值模拟,探究回退式芯棒二辊连轧钢管的金属变形、力能参数及运动学特点。结果表明:与全浮动芯棒相比,回退式芯棒轧制时金属横向流动较小,降低了孔型开口处金属过充倾向;钢管平均壁厚偏薄,促进了钢管减壁,但可能会造成壁厚收缩;轧制力有一定的降低。与限动式芯棒相比,芯棒轴向力较大,钢管易发生抱棒。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题,基于某钢管公司?114 mm CPE顶管机组的装备和工艺条件,借助于有限元分析软件Simufact,对42CrMo4钢管典型规格?111 mm×4.35 mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明,顶管过程中,减壁量较大的机架之间存在张力作用,机架减壁量越大,轧件在辊缝处壁厚减薄量越大;轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力,在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大,发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

φ50.8mm×0.89mm钛管材冷加工工艺研究

针对外径与壁厚比值大、壁厚不足0．9mm的较大规格钛管材结构特点及冷变形难点,重点研究了冷加工率、减壁率、滑道曲线参数与管子外径尺寸粗度,表面质量,叉头率的关系,矫直弯曲量,压扁量,夹角等与管子胀径量,外表面质量直线度的关系,试验结果表明,采用恰当的道次变形率,减壁率,平缓的滑道曲线,在冷轧后不仅可使管材获得精确的外径尺寸,而且可使管子具有优良的表面,好的管形。合理地采用小斜角（大接触面）,压扁量前大后小的方法,以及单向双弯曲的矫直参数,确保管子在较小胀径量下,获得了良好的直线度及表面质量,产品质量完全达到标准要求。     

小直径厚壁管壁厚变化规律

本文介绍了小直径厚壁管在无芯棒拔制时，壁厚随原始壁厚与原始外径之比（Ｓ０／Ｄ０）变化而变化的规律以及受模具的影响和管料经退炎、不经退火的影响。     

50.8mm×0.89mm钛管材冷加工工艺研究

针对外径与壁厚比值大、壁厚不足 0 .9mm的较大规格钛管材结构特点及冷变形难点 ,重点研究了冷轧加工率、减壁率、滑道曲线参数与管子外径尺寸精度、表面质量、叉头率的关系 ;矫直弯曲量、压扁量、夹角等与管子胀径量、外表面质量直线度的关系。试验结果表明 ,采用恰当的道次变形率、减壁率、平缓的滑道曲线 ,在冷轧后不仅可使管材获得精确的外径尺寸 ,而且可使管子具有优良的表面、好的管形。合理地采用小斜角 (大接触面 )、压扁量前大后小的方法 ,以及单向双弯曲的矫直参数 ,确保管子在较小胀径量下 ,获得了良好的直线度及表面质量 ,产品质量完全达到标准要求     

钛管端头轧制缺陷原因分析

针对生产中采用LG60轧机轧制TA2钛管时,管材端面出现凹凸不齐类似"鱼嘴"状现象,通过对轧制工艺、工模具、设备进行分析,测量管材轧制前后外径及壁厚尺寸,发现凹凸部位壁厚偏差较大,造成此现象的原因在于芯杆与花键连接处间隙过大,从而导致轧制时的芯棒与孔型的位置关系发生了错位引起,通过减小间隙后,端面缺陷立即消除。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

摘要：为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题，基于某钢管公司114mm CPE顶管机组的装备和工艺条件，借助于有限元分析软件Simufact，对42CrMo4钢管典型规格111mm×435mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明，顶管过程中，减壁量较大的机架之间存在张力作用，机架减壁量越大，轧件在辊缝处壁厚减薄量越大；轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力，在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大，发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.      

带芯棒拔制对钢管壁厚不均的影响(钢管壁厚不均的研究之三)

本文分析了带芯棒拔制后钢管的壁厚不均程度,阐述了带芯棒拔制的均壁作用和壁厚不均与壁厚超过公差的差异,计算了各道次带芯棒拔制后管头管尾的长度,并指出了热轧工艺中存在的问题。     

热轧工艺对冷拔钢管壁厚不均的影响(钢管壁厚不均的研究之五)

本文研究了热轧工艺对冷拔钢管壁厚不均的影响。实验研究表明:热轧工艺不同,所轧管料的壁厚不均程度不同,带芯棒拔制后,虽然壁厚不均程度有所减小,然而,管料壁厚不均程度大者,带芯棒拔制1—2道次后仍然大。     

Φ460 mm PQF连轧机组提高芯棒使用寿命的措施

芯棒是保证PQF(Premium Quality Finishing)连轧机生产出高精度,高品质钢管的重要热变形工具,其表面质量和直径精度直接影响到钢管的壁厚精度和内表面质量;同时,PQF连轧机孔型精度高,钢管不均变形小,钢管在孔型中的横向变形小。文章通过分析包钢无缝钢管厂Φ460 mm PQF连轧机组影响芯棒使用寿命的因素,提出PQF连轧机提高芯棒使用寿命的一些措施。     

连轧管过程中芯棒润滑剂对工艺参数影响的研究

本文通过在连轧管过程中芯棒润滑剂对工艺参数影响的实测,探讨了轧制薄壁管的方法与措施,这对宝铜今后薄壁管的轧制及扩大品种,降低无缝钢管壁厚废品率和芯棒的消耗都有一定的参考价值。     

全浮动芯棒连轧管机组孔型修改效果初探

 针对全浮动芯棒连轧管机组孔型系统的修改过程,通过生产实验实时记录力能参数,并离线抽取荒管获得钢管壁厚分布曲线,随后进行对比,得到如下结论：连轧钢管壁厚分布具有螺旋形特征,纵向上最大和最小壁厚以波峰与波谷形式交替出现;孔型修改后,钢管壁厚精度降低,力能参数有所升高。分析其原因,孔型修改后,第3、5机架孔型椭圆度增大,加大了钢管压扁变形与金属横向壁厚增厚,并且机组的张力状态未能有效减弱金属横向流动趋势,最终导致壁厚不均率及力能参数升高。     

无芯棒拔制钢管壁厚变化规律研究

针对影响无芯棒拔制壁厚变化的各种因素,通过对比试验,推导出了壁厚变化的理论公式,定量的找出了各种状态下的无芯棒拔制壁厚变化规律,对指导冷拔钢管生产,拓宽冷拔生产规格,提高产品精度及开发新产品具有很重要的意义.     

连轧管前后“竹节”形成工艺实质的探讨

本文从全浮动芯棒连轧管的工艺特点出发,探讨连轧管前后段尺寸增大的原因。模拟实验说明:轧制中由于芯棒速度的变化,引起了芯棒与轧件接触区摩擦力的变化,机架间推力的变化和机架弹跳值的变化,这三者均引起轧件变形的变化。文中分析了变形变化量在机列上的分布特点,即:在K机架轧制时轧件的截面积增大量最大,在远离K截面的机架上轧件截面积增大量较小(或截面减小)。在稳定轧制阶段,K截面稳定在一定位置,因此轧件的各个截面经历增大或减小的机会和程度相同,轧后钢管中段尺寸均一。而在咬钢和抛钢的不稳定轧制阶段,随着K截面的前移运动,头尾管段有较多的机会处于K截面附近轧制,而有较少的机会处于远离K截面的机架轧制,因此轧后钢管截面尺寸较中段大,形成了前、后“竹节”。本文对“竹节”的形成机理提出了新的看法,从而可以为“竹节”控制提供理论依据。     

滚模拔制异型管变形规格的确定

对滚模拔制等壁方或矩形异型管的变形规格的确定做了专门性的研究,探讨了异型管截面外周长1n与周边压缩系数η对变形规格的影响。根据理论分析和实验结果,确定了20钢在变形规格的壁厚与外径之比为0.030～0.112时的η值范围及其变化规律,为变形规格的确定提供了重要依据。     

三辊连轧管机附加壁厚公差率研究

连轧管机的附加壁厚公差率是控制钢管壁厚精度的重要参数,同时也是某一孔型选择对应芯棒系列的主要依据.文章主要推导了三辊连轧管机附加壁厚公差率的计算公式,并且在孔型图中模拟出减小孔型直径和增加孔型直径后所产生的附加公差值,模拟结果与计算值一致;附加壁厚公差率公式与外方数学模型计算相同的壁厚变化量,计算结果基本接近.     

拉拔管材道次延伸系数的近似计算方法

拉拔管材时道次延伸系数的取值范围,在有关手册或专业教材中都能找到。可是在落实具体的拉管配模(含衬芯)工艺时,常常使人为难。因为延伸系数λ,是管子外径D和壁厚S的函数。缺少经验的工艺人员往往掌握不好减径量ΔD和减壁量ΔS的搭配关系。为此,作者设计了一种近似计算方法,可以迅速掌握设计拉拔管材的工艺流程。设外径减缩系数K_D和壁厚减缩系数K_S分别定义为:K_D=D_0/D_H和K_S=S_0/S_H,式中D_O、S_O和D_H、S_H分别为拉拔前和拉拔后的管子外径、壁厚。道次延伸系数λ与K_D和