不锈钢棒材无模成形温度场有限元模拟

采用有限元法对不锈钢棒材无模成形温度场进行了研究,并利用有限元分析软件对其进行了模拟,该模拟结果很好地反映了拉伸件在整个变形过程中的温度分布规律,为无模成形的进一步研究提供了可靠的依据.     

大塑性变形钨合金的断裂韧性研究

钨及钨合金因熔点高、蒸气压低、热传导率高、耐蚀性及热冲击性良好而使其在高温环境下广泛应用.但形状复杂的零部件加工(如车削等)较困难.大的塑性变形不仅可使材料的拉伸强度升高、硬度增大,而且还可使其韧性提高.高压扭转是一种常用的获得细晶的大塑性变形法.高压扭转时,将φ6 mm×0.8 mm薄片状试样插入到2个互相挤压的砧台之间.因钨的屈服应力高达705～815 MPa,砧台采用较硬的Co-93WC制作.高压扭转变形温度恒定为400℃,试样经受近10 GPa的流体静压力.奥地利研究人员用此方法对纯钨、氧化镧弥散强化的钨合金(WL10)和掺钾的钨合金(WVM)进行高压扭转变形,随后进行室温断裂韧性试验,宽约100 μm、深约15 μm的预制裂纹是采用聚焦离子束切割的,预计缺口半径小于20 nm.3种钨合金的加工工艺分别为:φ23 mm的纯钨烧结棒轧制成φ9 mm的棒材;φ48 mm的WVM烧结棒先锻造至φ23 mm,随后轧制成φ14mm棒材;φ48 mm的WL10烧结棒也轧制成φ9 mm的棒材.     

高级轿车后簧无模拉伸数学模型

介绍了一种新型的无模拉伸加工高级轿车后簧的成形方法及生产工艺, 分析了高级轿车后簧的无模拉伸的变形机制,利用微积分理论及变形条件,提出拉伸速度的变化规律,建立无模拉伸高级轿车后簧的数学模型. 通过实验证明,在V0给定的条件下,控制拉伸速度Vi的数学模型简单、可靠.     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验,研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为,获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸-变形程度关系图,确定出合金的锻造工艺参数:锻造温度为350～420℃,临界变形程度为8%～10%,变形速率以低速为宜.结合实际情况,制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺,即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形.生产出的1420合金模锻件尺寸精度高,综合性能优良.     

2195铝锂合金超低温流变行为及成形特性研究

2195铝锂合金薄壁件被广泛应用于航空航天领域,提高2195铝锂合金的成形性是实现其高性能成形制造的基础和前提.本工作通过不同温度(298～77 K)和不同应变速率(0.00025～0.01 s-1)的超低温单轴拉伸试验研究了变形温度和应变速率对2195铝锂合金超低温流变规律的影响,结合埃里克森杯突实验及断口形貌观察,分析了变形温度对成形性的影响机理.结果表明:变形温度由室温(298 K)降低至超低温(77 K),2195铝锂合金试样延伸率和抗拉强度较室温分别提升78.11％和71.13％;杯突值(lE)和最大凸模力较室温提升19.2％和51.4％.同时,超低温条件下,材料加工硬化率较室温更高,并且具有更大的稳定塑形应变区间,成形性能明显提高;试样断口韧窝较室温尺寸减小、深度增加、分布更加均匀,断裂模式为典型的韧性断裂.     

浮动凹模温精密成形圆柱斜齿轮变形规律分析

目的研究采用浮动凹模工艺温精密成形圆柱斜齿轮时,不同凹模运动速度下齿轮力能参数和各种场量变化规律。方法结合浮动凹模原理和圆柱斜齿轮结构特点,利用Defrom-3D软件建立变形-传热耦合有限元模型,模拟圆柱斜齿轮采用浮动凹模温精密成形过程,分析不同凹模运动速度下的变形规律。结果通过模拟分析,得到了凹模运动速度不同时的温成形斜齿轮成形载荷特点、坯料流动速度场分布、等效应力-应变分布、温度场分布等规律。结论采用浮动凹模工艺成形圆柱斜齿轮,可以减小成形力,当凹模运动速度大于凸模下行速度时,齿轮成形性更好。     

BT20合金高温变形行为的研究

为实现BT20合金锻造的数值模拟和合理制定其热成形工艺参数,利用Thermecmastor-Z型热模拟试验机对该材料在热成形条件下的变形抗力进行了研究,考察了变形温度、应变速率及变形程度与变形抗力之间的关系,并利用冶金学方法对其进行了分析.结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈影响着合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大.通过真实σ-ε曲线,回归出可综合反映锻造热力参数对材料成形性能影响的本构方程.     

增塑挤压成形钨基合金棒材溶剂-热二步脱脂工艺研究

大长径比钨基合金棒材制备的关键是成形、脱脂和后续的烧结控制.基于增塑挤压成形的研究,对Ф24 mm钨基合金挤压棒坯的快速无缺陷脱脂,即溶剂-热二步脱脂工艺进行了研究.结果表明:在溶剂脱脂温度为45℃,脱脂12 h后,Ф24 mm钨基合金棒材一次脱脂率达45%;在溶剂脱指过程中增加干燥阶段,脱脂率可达70%以上;在真空气氛下对脱脂棒材进行后续热脱脂,坯体保形性好,且在12 h内,脱脂可以全部完成.采用溶剂-热二步脱脂工艺可以实现Ф24 mm钨基合金挤压棒材的快速无缺陷脱脂.     

喷射成形Nb合金化M3型高速钢热加工性能的研究

利用喷射成形工艺分别制备了M3及Nb合金化的M3高速钢;在变形温度为950～1150℃、应变速率为0.01～10s-1、最大真应变为0.7的条件下,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了MN合金的热压缩变形行为和组织演变情况,得到该合金的热变形激活能并构建了其热变形本构方程。结果表明,喷射成形制备的MN合金组织均匀细小,有利于热变形加工;在实验条件下,MN合金均表现出动态再结晶特征,变形温度和应变速率对合金流变应力的影响显著,流变应力随着变形温度的降低和应变速率的增加而增大;变形温度对变形后碳化物分布影响明显,温度越高,其分布越均匀。     

Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金热压缩变形行为研究

为了考察Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag镁合金在不同条件下的变形行为,采用Gleeble2000热模拟机对该合金进行研究,分析了该合金在变形温度350~500℃,应变速率0.001~1 s-1条件下流变应力的变化规律.研究结果表明:变形温度和应变速率对流变应力有显著的影响,流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低;在应变速率相同的情况下,合金在较高温度下变形时,流变应力随应变量的增加达到峰值后,基本呈稳态流变特征;采用双曲正弦模型计算出该合金的变形激活能和应力指数,建立了该合金相应的热变形本构关系.     

线材拉拔断裂原因分析

归纳了线材拉拔断裂的常见原因,总结了线材失效分析的步骤,并将线材拉拔断裂分为两大类：一是断裂源起源于外表面（包括线纹、折叠、钢坯上裂纹、皮下气泡和非金属夹杂物等）;二是断裂源产生于内部（包括中心夹杂物、中心缩孔、中心马氏体和中心网状碳化物等）,并举例进行了说明。     

硅青铜线材无模拉拔工艺与组织性能关系

在进料速度0.5mm.s-1、拉拔速度0.67～1.00mm.s-1、加热温度600～800℃的条件下,对QSi3-1硅青铜线材进行了无模拉拔实验,研究了无模拉拔工艺与QSi3-1硅青铜的显微组织和力学性能的关系。结果表明:在拉拔速度和断面收缩率相同的条件下,加热温度越高,无模拉拔成形结束后硅青铜晶粒的平均尺寸越大;当加热温度一定时,拉拔速度越高,硅青铜晶粒就越细小。无模拉拔成形硅青铜的硬度及抗拉强度随着加热温度的升高而逐渐降低,随着拉拔速度的升高而略有上升;在加热温度较低的条件下,抗拉强度下降明显,当加热温度升高到一定程度后,抗拉强度下降缓慢。无模拉拔成形过程中QSi3-1硅青铜的晶粒经历了变形细化及后续高温状态下的晶粒相互吞并长大两个过程。     

铝包钢丝拉拔工艺设计与试验

选用连续挤压包覆法生产的铝包钢丝毛坯,采用强制润滑拉拔技术进行拉拔试验研究.通过试验、比较筛选了适合铝包铜丝拉拔的耐温耐压润滑剂.在对铝包钢丝拉拔工艺进行合理设计的基础上,拉制出了产品.对产品的机械性能和电性能进行了测试,并对断口进行了扫描电镜的观察.结果表明,双金属的结合性能良好,各项性能指标均达到相关标准.这一试验研究对铝包钢丝的生产有指导意义.     

拔丝模孔形计算机视觉检测技术

拔丝模是拔丝工业中的重要零件，是控制拔丝精度的关键，目前一般用显微镜或投晾影仪检测孔形质量，检测精度低，速度慢，文中论述了用计算机视觉检测技术实现拔丝模孔形全自动测量的方法，作者依此完成了“拔丝模孔形自动测量仪”的研制与开发，研制出的仪器已交付天津市金刚石工具厂实际使用，实际应用结果表明，用视觉检测技术开发的“拔丝模孔形自动测量仪”测量精度满足实际要求，速度快，使用方便。     

珠光体钢丝多道次拉拔成形过程中的应变路径分析

目的研究高强度珠光体钢丝冷拉大变形过程中应变路径的变化规律及其对力学性能的影响。方法运用网格重划分和场变量传递技术,建立钢丝多道次冷拉应变路径全纪录有限元模拟方法,预测钢丝由0.62 mm到0.09 mm的多道次冷拉过程应变路径的演变。结果 23道次冷拉变形后,钢丝的最大应变值可达到4.360。随着拉拔道次增加,最大与最小等效应变值之间的差值随之增大,由第1道次的0.028增大至第23道次的0.473。结论钢丝多道次拉拔过程中,各道次在心部到表层方向上的等效应变分布规律相同,均为先增大后减小;钢丝心部等效应变值最小,次表层处等效应变值最大。     

ER50-6热轧盘条拉拔断裂原因分析

规格5.5mm的ER50-6热轧盘条拉拔至2.2mm时出现了断丝现象,断丝部位附近存在较多的表面裂纹。通过金相检验和扫描电镜微区分析等方法对拉拔断裂的原因进行了分析。结果表明:连铸坯皮下卷渣造成盘条表面局部增碳,增碳区珠光体含量较基体明显偏高,塑性、韧性下降,拉拔时沿增碳区发生断裂。     

高碳钢丝拉拔过程中的组织性能演变

研究了拉拔及镀锌过程中珠光体钢丝的微观组织及力学性能的演变规律,并分析了强化机理和镀锌过程渗碳体的球化机理.研究表明:初始高碳盘条中珠光体片层随机排列,存在强度较弱的<110>纤维织构;铁素体和渗碳体两相在拉拔过程中协同变形,随着拉拔应变量的增加,随机取向的珠光体片层通过偏转和扭折变形逐渐形成平行于拉拔方向的显微状组织,位错密度逐渐增高,渗碳体和铁素体的片层间距逐渐减小,晶粒尺寸减小形成细晶强化效应,随着拉拔过程<110>织构强度逐步增强,钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均快速上升;与拉拔钢丝相比,镀锌钢丝渗碳体部分球化,<110>织构强度稍有减弱,导致钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均有所下降.     

基于Web的拉丝模仿真系统开发与研究

基于Python语言进行Abaqus二次开发,可实现建模、分析、后处理过程,对于一些需要重复操作的仿真分析,可大大提高工作效率。但即使使用这种模式,使用者仍然需要购买、安装Abaqus软件。论文针对拉丝模的拉拔过程开发了基于Web的拉丝模在线仿真系统。通过该系统用户可通过Web提交参数,如模具参数、材料参数、工艺参数等,由云后台进行计算,并自动生成仿真报告;用户可在线下载仿真报告、动画等。使用这种模式在不需要购买昂贵的CAE软件、不需要熟悉CAE软件的情况下,一样可以进行CAE分析。降低了CAE技术的使用门槛。     

金属拉丝用低温快速磷化液的研制与应用

为改善高碳盘条焊接区的拉丝性能,通过优选试验,研究了低温快速磷化工艺与磷化液配方,并进行了试生产.获得的较优磷化工艺条件为: 55～ 65 g/L Zn(H2PO4)2*2H2O, 70～ 85 g/L Zn(NO3)2*6H2O,4～6 mL/L浓H3PO4,0.2～0.4 g/L氧化剂(NaNO2),0.5 g/L稳定剂(有机氮化合物),1.0 g/L促进剂(稀土硝酸盐),磷化温度(40±2) ℃.磷化前磷酸表面活化时间10 s.试验结果表明,经过快速磷化处理的样品,起始摩擦系数较低(0.15以下),4 min时仍与正常磷化处理相当(低于0.2),此后随磨损时间的延长而缓慢增加,12 min后仍在0.4以下;盘条焊接区经快速磷化处理后,拉拔过程中不产生表面横向裂纹.     

基于Deform和响应曲面法的钢丝拉拔工艺优化

目的对钢丝拉拔过程的成形质量和拉拔力同时进行优化。方法通过Deform-3D软件建立钢丝拉拔第一道次的有限元分析模型,并验证其可靠性。结合建立的有限元模型,采用正交试验设计,寻找钢丝拉拔过程的显著性影响因素,再以显著性因素为变量,以成形质量指标(文中定义为不均匀系数N)和拉拔力P为响应,建立响应曲面模型,对工艺参数进行优化。结果通过正交试验设计分析发现,模具半锥角和压缩率既是不均匀系数N的显著性影响因素,又是拉拔力P的显著性影响因素;通过分析建立的响应曲面模型发现,单独优化一个指标时,会劣化另一个指标,综合考虑两个指标,得到的较优的工艺参数为模具半锥角5°,压缩率17.65%,此时不均匀系数N为0.247,拉拔力P为2593.77N。结论经过验证,建立的有限元模型和响应曲面模型均具有可靠性,可用于钢丝拉拔工艺的研究和优化。