大型饼类锻件20管板锻造工艺改进

20管板镦粗成形工序采用预镦粗及控制旋转进砧相结合的方法,预镦粗变形量40%~60%,旋转进砧砧宽比W/H 0.5~1,压下率εh10%~15%,有效避免了RST效应的产生,高径比≤0.3饼类锻件应用效果较好。     

控制大型饼类锻件夹杂性缺陷的镦粗成形工艺研究

镦粗变形是大型饼类锻件的主要成形方式,夹杂性缺陷是其主要质量问题。镦粗变形使锻件心部的塑性夹杂有可能成为片状,这种片状夹杂在一定的力学条件下会产生微观乃至宏观裂纹。因此控制夹杂物的变形并防止产生夹杂裂纹是饼类锻件锻造工艺所要研究的主要内容。为此,本文分别研究了旋转进砧法、梅花布砧法、排砧法和圆弧砧法等四种镦粗工艺条件下,大型饼类锻件心部夹杂物的变形、金属变形及损伤因子的分布情况。分析结果认为旋转进砧法可以有效控制锻件内部的夹杂物形貌。     

基于微观组织演变模拟的大型饼类锻件质量控制

通过有限元模拟软件DEFORM-3D对大型饼类锻件的锻造工艺及锻造过程中微观组织的演变进行了模拟,分析了微观组织演变与可控工艺因素间的变化规律.结果表明,大型饼类锻件热锻过程中内凹球面镦板镦粗较平板镦粗晶粒细化效果好,动态再结晶体积分数高达62.7%;压下率对微观组织的变化影响较大,镦粗完毕晶粒度达到134μm,拔长过程压下率大于15%大型锻件才发生动态再结晶,且晶粒尺寸变化幅度较小、分布均匀.研究宏观_亡艺参数与微观组织演变的规律对于大型饼类锻件的质量控制有实际指导意义.     

核电大型管板锻件两种压实工艺的数值模拟与研究

中心凸台压实工艺和锥形板镦粗工艺是常用的两种大型饼类锻件镦粗方式.利用Forge锻造模拟软件模拟了两种工艺镦粗的核电管板锻件.结果表明:采用中心凸台压实工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在三向压应力,且心部产生了变形,但上下端面仍存在难变形区;采用锥形板镦粗工艺的坯料心部在镦粗过程中一直存在两向拉应力,虽迫使与锥板接触部位的坯料产生了变形,消除了难变形区,但心部并没有产生有效变形.     

模具结构及参数对厚饼类锻件内部质量影响

为了提高厚饼类锻件内部质量,减少探伤密集性缺陷,对锥板镦粗+展平工艺及平板镦粗工艺进行了数值模拟分析。对比了两种成形方式对锻件内部金属运动轨迹、最终位置及等效应变分布的影响,同时对锥板镦粗+展平工艺中锥板夹角α及锥顶平台长度h对锻件内部质量的影响进行研究,从而为确定正确的锥板镦粗+展平工艺方案提供依据。     

大型管板锻件夹杂性裂纹分析及锻造工艺改进

在分析夹杂性裂纹形成机理的基础上,从控制锻造过程中夹杂物形状变化的角度出发,通过有限元模拟管板锻件成形过程,力求减小镦粗时的不均匀变形,提出了WHF法拔长+预镦粗+旋压成形的大型管板锻件锻造工艺。生产实践证明,采用该工艺可有效控制夹杂性裂纹的形成,提高锻件内部质量。     

复杂盘饼类铝合金锻件等温成形缺陷分析

以环形座锻件为例,采用实验研究和有限元数值模拟相结合的方法研究了复杂盘饼类铝合金锻件等温成形时缺陷产生的机理.结果表明:采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的径向折叠和穿流缺陷的发生;各区域金属分配不合理会使局部区域因缺少金属而引起充不满或对流折叠,或使局部金属过多引起折叠;增大镦粗时坯料与模具间的摩擦阻力和变形量,可使坯料获得更好的径向分布的流线,最终得到流线分布合理的锻件.     

大型饼类锻件变形规律及夹杂性裂纹产生过程研究

本文针对我国目前大型饼类锻件探伤超标的质量问题，解剖分析了钢锭和报废锻件。常温模拟研究了大压下量镦粗过程的变形分布规律。在压下率△Ｈ／Ｈ０＜６０％前，难变形区形状和大小基本不变化；△Ｈ／Ｈ０＞６０％后，上、下难变形区逐渐减小，并且始终不相交，也不相互插入。在锻件心部相对狭窄的变形区形成了剪切带，这是产生裂纹的重要原因之一。高温模拟研究了镦粗变形过程中夹杂的行为，了解了塑性夹杂物被压扁，夹杂周围存在应力、应变集中导致夹杂性裂纹产生的过程；发现了由于温度变化，夹杂和基体材料的变形性能改变致使裂纹产生有三种形式。对多个塑性夹杂则发生相连、汇合。这是大型饼类锻件产生夹杂性裂纹和探伤超标的重要原因，并对相应的工艺改进措施进行了生产考证。     

大型零件M锻造法及其孔洞缺陷锻合过程的数值模拟

本文针对大型锻件镦粗过程的金属变形特点,介绍了一种能够缩小锻件难变形区的"M形板"镦粗方法--M锻造法,并利用大型商用有限元软件Deform 3D建立了M锻造法镦粗过程的刚塑性有限元模型,对锻件内部孔洞锻合过程进行数值模拟,结果表明锻件内部应力状态良好,并能有效锻合锻件心部及难变形区域内孔洞型缺陷.     

700MW级水轮机主轴内法兰终锻成形工艺数值模拟研究

针对700MW级巨型水轮机主轴内法兰锻造成形要求及其难点,提出应以空心镦粗作为其终锻工艺;数值模拟结果表明,整体空心镦粗可以得到较好的内部变形分布,终锻镦粗变形量应不超过60%;局部空心镦粗降低了对设备能力的要求,对此本文提出了弦线旋转镦粗法,指出为得到较好内部变形分布,上砧送进比η应控制在40%左右,终锻镦粗变形量应不超过60%.本文得到的锻造工艺参数,对纵向厚度相对较小的薄饼状圆环锻件同样具有借鉴意义.     

大型管板锻件夹杂性裂纹形成机理探讨

本文针对大型管板锻件内部产生夹杂性裂纹的机理进行了分析研究。认为产生锻造质量缺陷的主要原因为：非金属夹杂物经较大的变形而成为薄片状。这种片状夹杂在一定的力学条件作用下，产生微观乃至宏观裂纹；夹杂性裂纹的产生与夹杂物的自身特性及变形工艺密切相关。通过改变锻造工艺和工艺参数，可有效地控制夹杂物的形貌，减少夹杂性裂纹的生成。根据研究结论，作者从控制夹杂物形貌的角度出发，提出了直拔制坯十双凸成形的管板锻件锻造新工艺，生产实践证明，这种工艺可大大提高管板锻件的内部质量。     

低压转子钢30Cr2Ni4MoV扭转镦粗数值模拟

由于扭转镦粗较传统平砧镦粗对锻件施加了扭矩,从而降低了下压载荷,并且使得锻件变形更加均匀。利用DEFORM-3D软件对30Cr2Ni4MoV低压转子钢进行扭转镦粗模拟试验,同时优化工艺参数,证明扭转镦粗锻造法是一种有效改善锻件质量的工艺方法。     

不锈钢管接头成形过程的有限元模拟与实验研究

根据不锈钢管接头的形状结构特点和材料成形性能，确定该零件可采用正挤压——镦粗二次成形和一次正挤压成形两种工艺进行加工。运用有限元软件Deform-3D对确定的成形工艺过程进行模拟分析，得到金属变形和载荷变化等规律，通过工艺实验，验证模拟分析结果。结果表明：采用正挤压——镦粗二次成形时工艺力较小、变形均匀性好，采用一次正挤压成形工艺力大。     

主泵泵壳锻件锻造成形工艺研究

针对"华龙一号"主泵泵壳超大异形结构的特点,制定了仿形锻造成形工艺方案,运用Forge软件对拔正八方过程进行数值模拟,优化了成形工艺参数,在实现多向变形的同时也得到了较好的正八方外形,泵壳锻件的试制成功证明了该工艺可行.     

轴杆类零件卧式浮动镦锻模

介绍了2种在普通压力机上进行轴杆类卧式镦锻的浮动模结构 ,卧式镦锻模适用于长径比较大的轴杆类零件的成形。论述了2种实用卧式镦锻模的结构形式和工作过程 ,其特点是采用轴向对分浮动凹模结构 ,锻件无飞边。     

镦粗过程中剪变形对锻件内在质量的影响

通过实验，研究了镦粗过程中剪变形的分布及对锻件内在质量的影响。所得结论对制定合理锻造工艺规范具有一定的指导意义。     

封头沉底盆的锻造拉伸工艺

针对核电整体封头锻造过程中存在的拉伸变形问题,结合应力、应变研究,分析了在变温状态下锻造封头沉底盆的拉伸问题,总结了封头最终应变特性和静水压力分布规律及"拉伸凸台"、"底部变薄"的原因,提出了"镦粗制饼制盆平整制盆平整拉伸"的解决方案。通过对720,760和800 mm不同拉伸量对比研究,得出760 mm左右的拉伸量对改善封头厚度不均匀起到了一定的作用,改善了封头受力情况与机械加工工艺性,本研究成果应用于AP1000核电容器顶盖锻件、CPR1000水室封头取得了圆满成功。