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。     

高温钼粉的性能对其成形及烧结的影响

对高温钼(又称掺杂钼)粉制备过程中的还原温度对粉末性能的影响进行了描述,并对粉末特性对随后的冷等静压成形和烧结,如冷等静压成形能力、压坯密度、烧结坯密度、线收缩、去氧情况、断裂形式、晶粒度等的影响进行了简要的讨论。     

ITO靶材热等静压致密化工艺研究

用化学共沉淀法制备的ITO复合粉末经冷等静压成形后进行热等静压致密化,热等静压时采用碳钢作包套,采用铜箔作隔层,实验研究了热等静压主要工艺参数对ITO陶瓷靶材致密化的影响,实验结果表明:靶材的相对密度在大约1000℃处有一峰值;相对密度随压力增加而增加;当保温温度较低时,适当延长保温时间有利于提高密度;当保温温度较高时,延长保温时间反而使密度降低,分析了ITO在高温下的分解行为以及这种行为对致密化的作用,还解释了ITO复合粉末部分脱氧使ITO陶瓷半导化的机理。     

粉末冶金陶瓷模-热等静压技术的研究

粉末冶金陶瓷模-热等静压技术是一种适用于难成形粉末和制备复杂形状零部件的先进的近净形成形技术。作者已系统地研究了陶瓷模的制备技术。在此基础上,本工作研究了增压器涡轮的热等静压技术。研究结果表明,采用低压预成形加热等静压成形方法,制备的钛合金涡轮形状完整,无畸变现象,涡轮的相对密度达到了99.6％。此外,对Al_2O_3陶瓷颗粒二次传压介质的性能和合金粉末的致密化机理进行了讨论。     

热等静压近净成形数值模拟的研究进展

热等静压近净成形工艺具有材料利用率高、坯料组织均匀性好的突出优势,是镍基粉末高温合金、粉末钛合金等复杂形状部件的重要成形工艺。介绍了热等静压近净成形的工艺特点和生产流程、热等静压近净成形技术在国内外的发展和应用以及粉末热等静压致密化的微观模型和宏观模型,通过对比分析不同模型的热等静压数值模拟和试验验证结果,总结了不同模型的优缺点,分析了影响数值模拟准确性的因素。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

钨合金粉末的热等静压数值模拟及验证

为研究钨合金粉末热等静压(HIP)的致密化行为,采用MSC.Marc中的Shima模型针对93W-4.45Ni-2.2Fe-0.3Co-0.05Mn穿甲弹常用材料的热等静压成形过程进行模拟研究,分析钨合金粉末颗粒与包套随温度、压力加载的变化过程。为验证数值模拟的结果,进行热等静压工艺试验。结果表明:压坯的相对密度分布、变形趋势与实验结果符合得较好,径向周长误差最大,相对误差为5.6%,轴向相对误差为1.62%,轴向精度优于径向,致密度平均相对误差仅为1.4%。对于简单的柱状试件,采用数值模拟的方法可以形象、准确地预测包套的变形及粉末的致密化过程,数值模拟的方法可以为复杂结构包套的研究提供参考,从而实现热等静压过程的精确控形。     

热电池粉末压制成形的有限元模拟研究

为提高热电池粉末成形质量,利用MSC.Marc有限元分析软件对热电池粉末成形过程进行模拟,获得粉末压制过程中的变形特征、应力和密度变化规律等数据。结果表明,摩擦是影响粉末成形的重要因素,应力和密度的变化规律相似,多层不同粉末压制成形和单层同种粉末压制成形有相似的特点。     

氧化铝粉末热等静压致密化过程模拟与验证

基于粉末烧结体塑性理论,应用Shima屈服准则和改进的Maxwell粘塑性本构模型描述氧化铝粉末热等静压的变形规律.有限元模拟结果显示:热等静压结束后粉末体在角落处收缩率小而中部收缩率大,分别为13.67％和19.04％;开始阶段外力较均匀,包套角落部分的变形抗力大于中部处的抗力,导致包套形状发生畸变.对比试验与模拟结果,模拟相对密度较实际结果大约1.5％.在圆柱侧面等结构简单区域,预测形状变化与实际较好吻合;但在复杂结构区域(如包套角落处),预测形变程度小于实际情况,误差＜4％.有限元模拟准确地预测了氧化铝粉末热等静压致密化过程,对于近净成形复杂零件将十分有益.     

热等静压成形2A12铝合金粉末的数值模拟研究

采用热等静压(HIP)技术成形复杂结构的2A12铝合金粉末零件,基于MSC.MARC软件的Shima模型,使用2A12铝合金材料参数实现成形过程的数值模拟。模拟结果表明,特征结构狭缝处粉末体的相对密度呈现梯度分布,侧面的粉末体相对密度分布均匀;石墨模具基本没有变形。实验结果表明,石墨和铝粉末发生了界面反应,型腔内壁存在凹坑和凸起缺陷;粉末试样的规定塑性延伸强度和抗拉强度分别为179 MPa和316 MPa;断口形貌显示试样断裂起源于粉末界面连接处,由金相显微照片分析材料已经完全致密。     

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。     

基于APDL的轧机辊系变形仿真研究

辊系的弹性变形会直接影响到板形,它是板形研究的核心问题。开发了一种轧机参数化有限元仿真软件,利用VB软件进行可视化编程,提供一个友好的人机交互界面,VB后台调用ANSYS软件进行辊系变形的有限元仿真。软件通用性强,操作简单灵活,并根据工程需要提出了若干软件升级的技术方案。     

Mechanical Properties and Friction／Wear Behavior of Copper Alloyed Powder Composites

Copper alloyed powder composites containing nanoparticles were developed by hot pressing. Effects of nanoscale activated sintering aid and fine ceramic particles Al2O3 on hardness, working quality, and behaviors of friction and wear of the composites have been studied, compared with the composites including mieroscale activated sintering aid and microscale ceramic particles. The microstructures of the samples were analyzed by SEM. The resuits show that the materials with nanoscale sintering aid and fine ceramic particles have better mechanical properties and abrasive resistance than the materials with microscale activated sintering aid and microceramic particles. Moreover, element mutual transfer occurs between samples (strip) and abrasive wheel (ring).     

高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术

氮化铝(AlN)陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低、电阻率高等特性以及良好的力学性能,被认为是新一代高性能陶瓷基片和封装的首选材料,为了满足微电子技术发展对微型复杂形状高导热陶瓷零部件用量日益增加的需求,该文作者研究利用粉末注射成形技术制备高导热AlN陶瓷零部件.该技术以AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂;选用蜡基粘结剂体系(PW+PP+SA),确定粉末装载量为62%(体积分数),注射温度为160～170℃,注射压力为90～100 MPa;采用溶剂脱脂+热脱脂工艺脱脂;在1850℃流动氮气氛中烧结.所制备出的AIN陶瓷热导率达232.4 W/(m·K).     

计算机仿真在粉末冶金过程的应用及研究进展

随着综合性能优秀、形状复杂的粉末冶金零部件的量产化,为了更大程度的降低成本、提高质量、缩短开发周期,计算机仿真技术在粉末冶金领域的应用越来越广泛。本文介绍了目前在粉末冶金领域应用较多的几种仿真软件Abaqus、Deform、Ansys、Comsol、MSC.Marc,列举了几种软件的实际应用,比较了几种仿真软件的优缺点,提出了在实际生产实践中仿真软件的选择标准,并对今后计算机仿真软件在粉末冶金领域的发展提出了建议和展望。     

板坯轧制H型钢粗轧异型坯过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对板坯切分法轧制H型钢异型坯进行了有限元模拟.详细介绍了轧制规程、模拟基本参数、有限元模型建立、网格划分.在模拟过程中应用质量放缩、沙漏控制技术,得到了各道次轧件变形结果及轧制力曲线.对轧件的变形和变形区应力、应变场进行深入分析,为轧制大规格H型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考.     

中厚板轧制过程的有限元仿真研究

本文采用了MSC MARC2005有限元分析软件包建立了中厚板轧制的有限元仿真模型,通过接触分析的方法对中厚板的轧制过程进行了三维模拟仿真,并对不同压下量轧件轧后变形及应力分布做了分析,结果表明与实际轧制参数基本一致。     

FEM Simulation of Large Diameter Pipe Bending Using Local Heating

 With the aid of elastic plastic large deformation finite element method (FEM), an elastic plastic and coupling thermo mechanical model was built to calculate the bending process of the bent pipe, combining with local heating or cooling of the bent pipe. Based on the FEM simulation, the metal deformation during the bending process was analyzed in detail. The thinning and thickening ratio of the pipe wall thickness, the ovality of the cross section of the pipe and the spring back angle, etc, are presented.     

金属粉末温压成形的数值模拟研究

本文借助MSC公司的Marc有限元分析软件对铁粉温压成形过程进行了数值模拟。通过采用基于总体拉格朗日方法的热 机耦合分析,得到了铁粉温压成形过程中材料的几何形变、应力场、密度分布等数据,为金属粉末温压工艺参数的优化设计提供了理论依据。