GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

等温锻造技术及应用

等温模锻技术是在传统模锻工艺基础上发展起来的一项新工艺．与普通模锻技术不同．它是将模具和坯料均加热到锻造温度．并使坯料在变形过程中保持温度不变。该技术可以显著改善坯料的塑性和流动能力．主要应用于航天、航空工业中的钛合金、高温合金、铝合金和镁合金锻件．以及新材料难变形合金锻件的精密成形。     

GH4169合金细长轴锻件局部锻造成形工艺研究

研究了GH4169合金细长轴类锻件局部锻造成形工艺,分析了锻件不同部位的组织演变规律。结果表明,为了避免加热过程晶粒的快速长大,提高不同变形区域内组织的均匀性,合金锻造加热温度应为970℃,整体加热方式能够避免局部加热时魏氏组织的形成。通过分析细长轴类锻件成形工艺特点及锻造难点,并充分利用合金的热加工工艺特征,采用卧锻机局部镦锻成形工艺成功制备出长度超过850 mm的GH4169合金细长轴类锻件,且锻件晶粒尺寸与δ相分布整体上呈现较为均匀的特征。     

钼粉烧结体近等温包套锻造过程的数值模拟

针对钼的变形抗力大、韧性差、脆性明显以及高温氧化等特点,本文采用了等温锻造与粉末包套锻造相结合的工艺来提高钼制品的性能。运用DEFORM-2D软件对钼粉烧结体近等温包套镦粗成形过程进行数值模拟,研究不同工艺参数对坯料致密度、变形均匀性和表面平整度的影响规律。近等温包套锻造工艺对钼粉烧结体有较好的致密效果,锻后坯料接近全致密,且密度分布较均匀。随锻造温度的升高,坯料的平均相对密度差异较小,密度分布均匀性逐渐变好。变形速度对坯料变形的影响不显著。随摩擦系数的增加坯料平均相对密度逐渐增大,密度分布均匀性变差,且坯料的平整度降低,外观质量变差。通过正交试验分析得知,锻造温度对平均相对密度和变形均匀性影响最显著,摩擦系数是影响坯料平整度的主要因素。     

基于Deform-3D的20CrMnTi钢端盖类零件的锻造成形性分析

针对高压容器用端盖类铸件合格率低的问题,本文提出了等温锻造成形方式。同时,依据端盖的结构特点设计了合理的预锻坯料结构和尺寸,使等温锻造过程中金属的变形更均匀。以端盖难充填部位的充填率为优化目标,优化了预锻坯料结构,改善了成形件的质量。结果表明,采用锻造生产20Cr Mn Ti钢端盖零件是可行的。     

长枝权喷油器体锻造工艺分析

为解决长枝权喷油器体毛坯锻造时枝权难以充满的问题,提出了一种局部镦粗—限流预锻—终锻—红切边成形工艺.采用结构分析的方法确定了原始坯料的尺寸为直径φ32 mm、长度161 mm,并采用有限元和实验方法分析了该工艺的可行性.研究结果表明,新工艺预锻时限流槽能控制坯料流动,相比于常规成形方式,可在不增加坯料尺寸的情况下,将更多的金属聚集在锻件枝权型腔处,并保证了终锻时长枝权的充填完整,成功锻造出外形实完好的产品.     

长枝杈喷油器体锻造工艺分析

为解决长枝杈喷油器体毛坯锻造时枝杈难以充满的问题,提出了一种局部镦粗—限流预锻—终锻—红切边成形工艺。采用结构分析的方法确定了原始坯料的尺寸为直径Φ32 mm、长度161 mm,并采用有限元和实验方法分析了该工艺的可行性。研究结果表明,新工艺预锻时限流槽能控制坯料流动,相比于常规成形方式,可在不增加坯料尺寸的情况下,将更多的金属聚集在锻件枝杈型腔处,并保证了终锻时长枝杈的充填完整,成功锻造出外形实完好的产品。     

商用铝合金轮毂法兰盘锻造工艺研究及参数优化

针对商用铝合金轮毂法兰盘的结构特点对锻造工艺及模具结构进行改进,将预锻过程中上、下模设计成波浪形,使材料在锻造过程中流动更加顺畅,终锻过程中材料的变形更加均匀,利用simufact软件对锻件的锻造工艺进行有限元模拟分析,并以模具温度、坯料温度、上模下压速度、摩擦因数4个工艺参数为因素,以成形载荷为目标函数,建立正交试验,确定最佳工艺参数。经验证,改进模具结构和参数优化后锻压成形力降低了20%,为实际生产加工提供参考。     

高温合金涡轮盘锻造工艺

航空航天发动机涡轮盘材料GH4133B是一种特殊的镍基高温合金新材料,该材料锻造成形时塑性低、变形抗力特别大、可锻温度范围窄、导热性差,且锻件的晶粒尺寸不能通过热处理细化,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线.本文从材料的化学成分、锻造工艺、模具设计和生产试制等方面介绍了涡轮盘的生产过程.其中,为了满足对锻造加热火次和每火次的锻造变形量的控制,提出了锻坯准备、表面清理、表面涂料、加热、刻标记和检验的新工艺路线.经验证通过热处理固溶、时效后的涡轮盘锻件,其力学性能完全达到使用要求,并且已批量生产,效果良好.     

7075铝合金的多向锻造工艺研究

以7075高强铝合金为研究对象,在传统多向锻造工艺基础上,设计了一种有模具的多向锻造工艺。利用数值模拟方法,对比分析了两种工艺下金属流动性、成形载荷和等效应变分布,对变形后7075铝合金微观组织及均匀性进行了预测。结果表明,相对于传统多向锻造,基于模具的多向锻造工艺,经过多道次变形后,其坯料尺寸形状并不发生变化;在充型阶段金属流动速度大、分布趋于均匀,且在一定程度上提高了晶粒细化程度及坯料组织均匀性。带模具的多向锻造工艺在改善坯料质量、提高材料利用率等方面具有明显优势。     

大规格复杂曲面叶片精密模锻成形工艺设计及优化

以大规格复杂曲面叶片锻件为例,介绍了复杂曲面叶片锻造模具的设计关键点——叶片旋转定位和投影面中心重合。预锻坯料采取变直径物料分配设计和定位设计,基于Deform-3D有限元模拟软件进行了精密模锻成形工艺优化,并在100 MN液压机上验证了工艺的可行性。结果表明:叶片旋转定位和投影面中心重合设计,减少了预锻坯料的偏移和滑动。预锻坯料总长度是重要尺寸,在终锻成形过程中,长度方向单边展宽不小于60 mm。预锻坯料进行了拍扁定位设计,解决了预锻坯料偏移和滑动问题。预锻坯料采取变直径物料分配并进行了尺寸优化,锻件充填完整,锻件飞边宽度均匀性标准差SD值达到最小。     

FGH96合金盘件等温锻造温度的优化设计

FGH96合金属于难变形材料,采用等温锻造成形是其最佳成形工艺。等温锻造时模具长时间处于高温状态,由于模具十分昂贵,最佳的成形温度必须综合考虑温度对材料的成形性能和模具强度及寿命的影响。通过对等温成形过程坯料和模具的热力耦合有限元模拟,获得了FGH96合金等温锻造温度范围内模具型腔表面等效应力峰值、模具材料屈服极限、强度极限随温度的变化规律。根据模腔上的等效应力峰值最大程度地小于模具材料的屈服极限的原则,确定出FGH96合金最佳等温成形温度为1050℃左右。应用于实际生产,取得了良好的效果。     

铝合金锻造

铝合金可以锻造,并且变形抗力较小．在加热时也不产生氧化皮．并且收缩率要比钢小,铝合金可以非常容易地锻成形状复杂、尺寸精密的各种锻件。锻铝的模具温度应当与坯料温度基本相同,铝合金的锻造过程与钢基本相同,但有些方面是很不相同的。用于模锻的铝合金棒料大多数是用铝坯或铸锭经挤压制成的,少数也是由连铸方法生产的。断面以圆形或矩形居多,这种形状比较适合锻造。     

700℃先进超超临界汽轮机转子用617合金锻造工艺研究

先进超超临界汽轮机转子用617合金变形抗力大且无法通过锻后热处理达到细化晶粒,因此要生产满足产品性能要求的锻件就需要合理的锻造工艺参数。通过对617合金的锻造工艺性能、动态再结晶以及晶粒长大趋势等进行试验研究,确定了617合金锻造的始锻温度为1180~1200℃、终锻温度为950~1000℃。根据所确定的工艺方案成功地进行了617合金电渣重熔铸锭的水压机锻造试制,试制锻件表面无裂纹、内部组织均匀,各项力学性能检测结果均符合产品技术要求,验证了617合金锻造工艺参数的有效性。     

Mg—Zn—Zr—Y新合金铸锭直接锻造工艺的研究

介绍了Mg-Zn-Zr-Y新合金铸锭直接锻造成形的试验过程,分述了铸锭低温处理(170℃/10小时)、均匀化处理(380℃/8小时)、锻压设备、锻造加热温度、变形程度和锻造方式对新合金铸锭的锻造性能、锻造工艺和拉伸性能的影响,还用新合金棒材、MB15合金铸锭和棒材作锻坯进行了对比试验。试验结果表明,新合金铸锭可直接锻造成形。     

Cu-Cr-Zr合金大功率电动机转子端环的锻造性能分析

铜铬锆合金在高温环境下工作仍具有高强度、高导电率的特点,是目前大功率异步牵引电动机转子端环的最佳材料。以热锻成形的铜铬锆合金转子端环为研究对象,运用Deform软件进行模型数学计算,并进行实验验证,得到铜铬锆端环的最佳锻造方式。研究首先通过Gleeble热压缩实验建立Cu-Cr-Zr合金高温变形的材料数据库导入Deform-3D中,始锻温度设在750~800℃之间,锻造比为1.4,锻造方式分为两种,分别是一次成形和复合成形。模拟分析结果表明,铜铬锆合金锻造比为1.4时,始锻温度为790℃,终锻温度约在650~710℃之间,采用复合成形的方式会使试样受力、传热更为均匀,成形性更好并且对模具的损害也较小。     

Waspaloy高温合金涡轮盘复合包套锻压工艺仿真

建立了Waspaloy高温合金材料流变应力本构模型以及高温合金涡轮盘复合包套锻压工艺有限元仿真模型,利用Deform 3D有限元软件研究了包套厚度、绝热材料和工艺参数对高温合金成形特性的影响.结果表明:适当增加复合包套厚度、提高开锻温度均可使坯料获得均匀的温度场,降低变形抗力与成形载荷,同时避免模具温度过高,提高了模具使用寿命;研究还表明包套材料导热系数对坯料温度场、应力场和载荷的影响较小.     

基于数值模拟的大型Zr-4合金铸锭锻造工艺优化

锻造工艺设计是核级锆合金制造的难点之一,也是获得高质量产品的关键。针对大型Zr-4合金铸锭加工,运用Simufact-forming软件对锻造过程进行数值仿真,对比模拟和实际锻造棒料表面的温度结果,结合锻后金相组织显微观察,分析了不同加工温度对最终锻坯微观组织的影响规律。结果表明:与传统的β相区锻造工艺获得的组织相比,优化后低温高α相区锻造工艺下的锻坯内、中、外晶粒尺寸明显细小;锻造数值模拟结果和实际锻造试验结果基本吻合,对锻前的工艺设计和锻造组织的形成机理,有限元数值模拟技术均能起到很好的辅助分析作用,表现出较高的工程应用价值。     

5A06合金壳体拉深成形及性能评价

5A06合金薄壁壳体原来采用棒料胎膜锻成形,机加余量大,生产成本高。通过工艺分析,提出了板料拉深成形的工艺方案,经过对模具的优化设计,采取拉深件中间退火措施,消除了冷变形强化,提高了材料的拉深成形性能,得到了尺寸满足加工要求且力学性能指标合格的工件。采用新的工艺方法成形壳体,可提高材料利用率3倍以上,机加余量减少了88%,大大降低了成本。     

5A06合金壳体拉深成形及性能评价

5A06合金薄壁壳体原来采用棒料胎膜锻成形,机加余量大,生产成本高.通过工艺分析,提出了板料拉深成形的工艺方案,经过对模具的优化设计,采取拉深件中间退火措施,消除了冷变形强化,提高了材料的拉深成形性能,得到了尺寸满足加工要求且力学性能指标合格的工件.采用新的工艺方法成形壳体,可提高材料利用率3倍以上,机加余量减少了88％,大大降低了成本.