5CrNiMo热作模具钢模块锻造方法的数值模拟

为保证曲轴模块锻件具有良好的机械性能,常采用平砧对钢锭进行镦粗、拔长、再镦粗、再拔长等多工序方式成形。本文以5CrNiMo热作模具钢曲轴模块锻件为对象,利用有限元软件Deform-3D、对其在8t电液锤上采用轴向反复镦拔法、径向十字锻造法和综合锻造法等3种不同的锻造方法进行镦粗、拔长、再镦粗、再拔长的全过程进行了数值模拟,分析了3种不同锻造方法锻造后的温度场、应力场和锻造力分布规律。结果表明,采用径向十字锻造法时,其温度场和应力场分布均匀,锻造力较小,锻造过程不易产生裂纹,且锻造操作方法不复杂,为5CrNiMo曲轴模块锻件最合适锻造方法。     

汽车气门电镦工艺的改进

介绍了气门电镦工艺的改进及其电镦机液压控制回路的特征，分析了大气门电镦工艺与一般气门电镦工艺的差别。为防止大气门毛坯在热镦粗过程中产生的折叠、过烧等缺陷，在设计设备时改变了原有的液压控制和电气控制原理。     

多层金属平板模具热-力载荷分析方法的对比研究

在功能梯度材料板结构理论及均质热锻模热-力载荷解析计算方法的基础上,根据多金属平板模具各覆层材料的物性参数沿厚度方向规律,结合热锻过程中多层金属平板模具与金属坯料之间存在热传递现象,建立了多层金属平板模具热-力载荷的解析计算模型,获得了多层金属平板模具温度及应力的解析值。建立了多层金属平板镦粗模具的热-力耦合有限元模型,获得了多层金属平板模具在热态镦锻下的应力分布。在多层金属平板模具上完成了圆柱体镦粗试验,获得了模具关键位置温度变化的实测值。在以上研究的基础上,将解析值、模拟值和实测值进行了对比,验证了多层金属平板模具热-力载荷分析方法的正确性。     

3Cr2W8V钢模具离子镀TiN

用多弧离子镀在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热镦上沉积ＴｉＮ，测定涂层与基体的结合力，试验表明，ＴｉＮ涂层模具表层不出现热模具通常存在的低硬度层，ＴｉＮ涂层硬度高，摩擦系数小，与基体结构力强，抗热疲劳和热磨损性能好。     

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺.并通过DEFORM-3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案.     

大型2219铝合金铸锭多向镦拔工艺

针对长征五号运载火箭用大型2219铝合金过渡环在铸锭多向镦拔开坯工序中常出现的坯料内外温差大和变形不均匀等问题,探究了不同镦拔次数的多向镦拔工艺方案对中间坯料温度和应变分布均匀性的影响.基于Deform-3D平台建立了三维热-力耦合有限元分析模型,以探求合理的大型2219铝合金铸锭的多向镦拔工艺.对6种多向镦拔工艺方案...     

高压油管密封锥头镦制成形研究

研究了304L奥氏体不锈钢高压油管密封锥头的镦制成形工艺，冷镦、温镦及热镦的试验结果表明：锥头密封锥面裂纹的形成对镦制温度较为敏感，冷镦及热镦均易在锥头凸台上产生纵向裂纹，通过温镦可以有效消除304L不锈钢管锥头镦制过程中裂纹的产生；镦制过程中锥面上的环形内凹陷与材料的小均匀变形有关。     

高速列车用A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形参数优化

为提高六角头螺栓头部热镦成形工序的合格率,选取影响成形质量较大的加热温度、热镦速度、摩擦系数3个因素设计了正交试验,并利用有限元分析软件Deform-3D建立了热镦过程的热力耦合数值模型,用数值模拟的方法对热镦后坯料的等效应力、等效应变、损伤值和成形载荷这4个目标参数进行多目标优化分析,优化设计了A286高温合金六角头螺栓头部热镦成形的工艺参数。数值模拟结果表明:与厂家原有方案相比,当工艺参数优化为加热温度为1050℃、热镦速度为60 mm·s-1、摩擦系数为0.3时,各目标参数均有所改善,可大大提高工件的合格率及生产效率。采用经优化的热镦工艺参数组合进行生产试验,结果显示:螺栓头部成形效果好,满足该工序质量要求。本研究为实际生产提供了理论依据。     

铁道车辆热铆连接的有限元分析

为了进一步研究铁道车辆热铆连接过程,基于热固耦合有限元理论建立铆钉和铆接件的有限元模型,模拟热铆连接过程,并结合试验进行验证。将热铆连接变形过程分为6个阶段,分析铆钉在热铆连接过程中的受力和变形情况,并通过改变铆钉钉杆长度和镦头高度,分析不同参数对热铆连接的影响,并得到最佳热铆参数。结果表明:铆钉的最大应力集中在铆钉镦头和与铆接件边缘相接触的中心部位,最大应变集中在镦头靠近铆接件边缘的位置;钉杆长度小于一定值时,铆钉的最大应力均发生在铆钉镦头顶部和镦头与铆接件边缘相接触的中心部位,超过该值时,应力集中位置只出现在铆钉镦头顶部;铆钉的最大应力随镦头高度总体呈下降趋势。     

圆柱体镦粗的较精确上限解

根据翁克索夫等人提出的镦粗时接触面上相当准确的摩擦切应力分布规律，利用上限法，求得了圆柱体镦粗时，接触表面为停滞区或与制动区的组合两种情况的单位镦粗力上限解，其解和主应力法解析解完全相同。比通常假设接触面上摩擦切应力为某一常数分布的上限解更为精确。     

气压自动换位镦头模

在热镦球头杆件的球头时,当其毛坯的被镦部分长度l与毛坯料直径d之比≤3时则可一次镦成球头。但当3≤l/d≤4.5时则需分成两次镦锻。许多工厂在生产这种需经两次热镦的球头杆时往往采用两次加热(即分两道工序)的办法,这样做不但效率低、浪费能源而且锻件     

直齿圆柱齿轮开放成形数值模拟

为了降低齿轮精密成形力,在对闭式镦挤成形齿轮分析的基础上,提出了直齿圆柱齿轮开放成形新方法,即开放式温镦挤-冷推挤复合成形工艺。用三维刚塑性有限元对闭式镦挤和开放成形两种直齿圆柱齿轮成形方法进行了数值模拟分析。结果表明,开放成形与闭式成形相比,可明显降低成形力,改善模具受力条件,提高成形工件的质量。并根据模拟所得载荷-行程曲线,计算出开放镦挤齿形变位系数为0.2时,成形力所作功最小,为“开放镦挤”齿轮凹模的设计提供了依据。     

Inconel751合金气门热镦粗的数值模拟与优化设计

根据Inconel751合金气门热镦粗成形出现的问题，利用deform-2d有限元软件对Inconel751合金气门．热镦粗过程中的温度场、等效应力场和金属流动方向进行了模拟。分析了变形程度对Inconel751合金组织的影响．模拟试验结果表明：通过改进工艺，优化工艺参数，可以有效消除镦粗中出现的质量缺陷。     

零件镦粗过程热力耦合分析

基于弹塑性有限元法对零件镦粗过程进行模拟,揭示镦粗时金属的变形、应力应变场、温度场及镦粗力的分布及变化情况,探讨工艺参数对荷载的影响规律,以及不同压下率、摩擦因数及高径比下坯料金属的流动特征。研究结论对制定与优化镦粗时的参数具有参考价值。     

镦制温度对GH4169合金紧固件组织的影响

采用试验研究和有限元模拟相结合的方式研究了热镦过程中温度对GH4169合金紧固件组织的影响。结果表明:GH4169合金紧固件的组织对镦制温度极为敏感,镦制温度过低时头部会存在充型不满的风险,头杆转接圆角部位晶粒尺寸会存在较大的级差;镦制温度过高时紧固件头部的中心部位会存在组织失稳的可能,飞边部位会存在严重的混晶现象。因此,在GH4169合金紧固件热镦过程中需严格控制温度在950～1000℃为宜。DEFORM-3D有限元模拟分析结果表明,GH4169合金紧固件在热镦过程中会存在明显的温度梯度。飞边部位温升极为明显,局部温度可高于δ相的回溶温度,飞边部位易出现混晶现象。因此,在GH4169合金紧固件热镦过程中应合理选择温度,并综合考虑温度不均匀性对组织的影响。     

镦挤变形的数值模拟

建立了镦挤变形的模式，采用上限元技术模拟了镦挤变形的全过程，并讨论了摩擦和模口尺寸等参数对变形力和金属流动的影响。     

高速自动镦锻机振动力的平衡

对高速自动镦锻机的工作机构及平衡机构进行了振动力平衡分析，为高速自动镦锻机的平衡设计提供了理论依据。     

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。     

大规格电镦成形折叠缺陷分析及改进措施

针对原大规格电镦工艺方案成形与砧块接触面出现折叠缺陷,通过电镦过程观察和有限元分析模拟确定折叠产生于电镦开始时因电流和顶锻力发生变化产生小台阶,后续电镦过程的顶锻力持续施加并致使有小台阶的变形部位逐渐向砧块靠拢,并受砧块表面约束,坯料受反作用力将材料压凹陷形成凹坑,并在模锻时形成折叠缺陷,为提高电镦成形质量和避免模锻成形缺陷,提出初始电镦阶段采用多分段成形渐变工艺。有限元分析模拟显示,采用多分段成形渐变工艺锻造流线连续,未出现折叠缺陷。生产实践表明,改进方案可以避免折叠缺陷产生,能够满足实际生产需求。     

热镦模真空离子B-N-C共渗

本文以排气门热镦模为实例，采用无腐蚀性及安全的有机渗硼剂硼酸三甲酯B(OCH3)3进行离子渗硼，大大提高了热镦模的抗热磨损及热疲劳性能。鉴于共渗温度在模具的回火温度内，产生的变形小，避免了钢中硼元素带来的脆性，充分发挥了B及N元素的强化效果。本试验采用实物模具考核使用寿命，直接观测热镦模工业现场使用寿命周期。