粉末冷压成形弹性后效及非同步双向压制模拟研究

本文采用有限单元法,基于更新的Lagrange格式和弹塑性大变形理论,模拟分析了金属粉末冷压成形后的弹性后效现象,以及非同步双向压制下的压坯密度分布规律。结果表明:脱模后的节点密度下降量与高径比呈线性递增关系,据此可有效辅助模具设计,提高压坯尺寸精度。距离运动模冲越近,由于积聚的应变能较大,脱模后节点密度下降得越多,弹性后效大。应力的重新分布使距离运动模冲较远处的密度反而略微增加。降低摩擦能整体减小弹性后效程度和密度下降量。非同步双向压制对台阶件等复杂零件生产的适应性要优于同步双向压制。非同步双向压制获得的压坯密度均匀性取决于两模冲的压下量。采取先动作模冲的压下量接近所需的总压下量,之后另一模冲轻微反向压制到最终尺寸的方法,可使密度均匀性大为提高,达到甚至超过同步双向压制的均匀度。     

压制方式对粉末冶金制品性能影响的有限元模拟

利用MSC/MARC有限元分析软件对金属粉末温压过程进行了模拟.采用基于更新拉格朗日方法的热一机耦合,分析了不同压制方式(单向压制、同步双向压制、非同步双向压制)对压坯性能的影响规律.对压坯相对密度及力学性能的分析表明,对于圆柱形压坯,压制方式不同,压坯相对密度和应力的分布状况及数值是不同的.采用双向同步压制,有利于提高压坯密度,改善压坯密度分布的均匀性.双向同步压制时压制力、侧压力、弹性后效、压坯等效应力均比其他两种情况要大,压坯等效应力分布状况与圆柱体镦粗变形相似,存在"摩擦死区"和"易变形区",等效应力分布比其他两种情况均匀.     

基于数值模拟的ZM6合金铸造与退火过程残余应力演变研究

利用有限元软件procast和abaqus分别对阶梯型零件进行铸造和退火过程进行热力学仿真模拟,得到阶梯型零件的残余应力的分布情况和变化趋势。结果表明,退火前后,零件残余应力服从,零件表面为压应力,零件内部为拉应力的规律。铸件在退火后,残余应力值降低,且应力值波动幅度减弱。同时,用X射线衍射法对样品零件进行了应力值测量,将实测值与仿真值进行对比分析,两者契合度较高。     

压制方式对电解Cu粉高速压制成形特征的影响

采用HYP35-2型高速冲击压机对电解Cu粉(150μm)分别进行单次和2次压制成形,测定压坯的密度、最大冲击力与脱模力,研究压制方式对成形过程的影响。结果表明,在总冲击能量相同的情况下,单次压制的压坯密度高于2次压制的密度;而2次压制时,第1次压制能量较小时获得的压坯密度高于第1次能量较大时的压坯密度。压制方式对最大冲击力的影响与其对压坯密度的影响相似。采用单次压制和2次压制的高速压制方式,脱模力均较低且稳定,压坯密度与最大压力之间的关系符合黄培云压制方程。此外,对比研究了单次压制和2次压制的应力波曲线。     

粉末电磁压制电压对TiO_2陶瓷密度的影响

为获得密度较高的电子陶瓷压坯及制品,将低电压电磁成形引入二氧化钛(TiO2)陶瓷粉末压制,分析了电压参数对压坯密度及烧结坯微观组织的影响。研究结果表明:TiO2陶瓷粉末低电压电磁压制在800～1000V范围内成形较好,在此范围内压坯密度随电压增加而增加,烧结后陶瓷制品密度提高,电压越高,密度增幅趋缓;其它放电参数不变的条件下,粉末坯体高径比越大,压坯密度与烧结坯密度越小;但高径比增大,获得高密度制品的最佳放电电压相近;两次压制可以有效提高压坯及烧结坯密度;相比模压成形,电磁压制的TiO2陶瓷密度较高,烧结制品晶粒尺寸较小。     

力与应力波对高速压制压坯质量的影响

高速压制时,在锤头冲击压制的过程中会产生一个力的扰动,这个扰动在模具及压坯里的传播即为应力波.应力波的存在是高速压制与常规模压的主要区别之一.本文分析了高速压制过程中应力波波形的基本特征,应力波呈锯齿波形,每一个加载波形上都有数个极值点.研究了应力波对压制结果的作用.应力波在自由端面反射后会造成拉应力,会导致压坯表面分层和剥落.     

大高径比粉末冶金零件热压致密化工艺

为制备大高径比粉末冶金零件,研究了提高压坯致密度的径向热压工艺,从理论上分析了与该工艺相关的压坯密度、致密化和应力公式。采用该工艺成功地制备了高径比为15.65,密度为3.79g/cm~3的TiAl基合金排气阀。     

激光多点冲击Zr基非晶合金残余应力研究

为了实现非晶合金大面积均匀应力强化,采用有限元数值模拟方法研究了激光多点冲击诱导Zr基块体非晶合金的表面残余应力场,得到了不同工艺条件下表面残余应力分布规律。结果表明,经激光冲击强化处理后,非晶合金表面形成了一定深度的残余压应力,然而,残余压应力的大小和均匀性受激光多点冲击工艺参数(相邻光斑中心距、搭接率和冲击波峰值压力)的显著影响;相邻光斑中心距对激光冲击区域的残余压应力影响较小,而光斑之间区域的残余压应力随光斑中心距的减小发生显著变化,其值逐渐增大;相邻光斑搭接冲击时,随搭接率的增加,非晶合金表面形成的残余压应力增大,且均匀性得到提高,搭接率相同时,搭接冲击排数对残余压应力并无明显影响;冲击波峰值压力越大,非晶合金表面残余压应力越大,但应力分布越不均匀,而且冲击区域凹凸不平的微凹坑形貌越明显。     

模壁润滑高速压制成形Fe-2Cu-1C粉末的研究

本文采用模壁润滑和高速压制相结合工艺在HYP35-7型高速压机上成形Fe-2Cu-1C铁基粉末,研究压制速度对生坯密度、最大冲击力、脱模力和压坯的弹性后效的影响,并分析了压坯的显微组织.结果表明,试样的生坯密度均随压制速度提高而增加,有模壁润滑生坯密度较高,且当压制速度为4.39 m/s,生坯密度达到7.53 g/cm3;同一压制速度下,有模壁润滑时的最大冲击力要高于无模壁润滑时的最大冲击力,脱模力要小5～20 kN;高速压制的生坯弹性后效远低于传统压制.     

中国专利

粉末冶会制造复合制品的方法本发明是一种用金属粉末制造复合制品的工艺方法。方法是在成形钢基零件的内价表面放入金属粉末，并经压制和高温还原烧结过程制得具有烧结覆层的复合制品。其特征是金属粉末混合料装填在锥形压制模与零件基体的缝隙间，压制力加在零件基体的端面上，压制和脱模同时进行c其优点是雄形压制模结构简单，投资省，效率高，成本低；制品压清强度高，应用范围广。普通粉末冶金制品厂利用现有压制和烧结设备即可制取套类或棒类双金属等复合制品。（专利申请号：ZL94M9．6；发明人：段使兼；申请人：国音七八五厂第一研…     

大口径薄壁白铜管无外模扩径拉拔数值模拟

采用Deform-3D软件模拟Φ273 mm×16 mm生产Φ330 mm×11 mm大口径薄壁白铜管的无外模扩径拉拔过程,分析了扩径过程中管材周向应力的演变规律及管材尺寸的变化规律.结果表明:在无外模扩径拉拔过程中,扩径部分管材的周向应力由外表面的拉应力过渡到内表面的压应力,回弹部分管材的周向应力由外表面的压应力过渡...     

Microstructure and mechanical property correlations in AA 6061 aluminium alloy friction stir welds

The influence of friction stir welding on the microstructure development and its role on residual stress distribution in the weldment and mechanical properties has been investigated. The study also focused on the impact of post weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties as well as on residual stress distribution. The weld nugget region contained fine equiaxed grains as a result of thermo-mechanical working. Hardness survey showed that nugget region is soft due to precipitates dissolution. Weld joint exhibited lower strength as compared to the parent metal. Post weld Solution Treatment and Aging (STA) of longitudinal welds resulted in strength and ductility equivalent to that of parent metal while transverse weld tensile strength and ductility were lower than that of parent metal even after post weld STA. Residual stress distribution profiles across the weld region are asymmetric with respect to weld centerline, with the largest residual; stress gradients occurring on the advancing side of the weld. Within the region inside the shoulder diameter, residual stress is entirely compressive. Welds exhibited tensile residual stresses in post weld STA condition     

40CrNiMoA钢同质焊条焊接接头组织和性能研究

分析了焊接电流70A、80A、90A对40CrNiMoA钢焊缝接头组织和力学性能的影响。随着焊接电流的增大,焊缝外观质量较好。随着焊接电流的增大,熔池区温度升高,奥氏体晶粒尺寸增大,导致马氏体组织粗大。焊缝的显微组织为马氏体及少量残余奥氏体。焊缝的硬度远高于母材的硬度,且波动较大。热影响区的硬度从母材向沿焊缝方向逐渐升高。焊接接头纵向应力在焊缝中心为压应力,向外压应力减小。焊接颜色区边界处纵向应力为拉应力,且该点拉应力最大。焊接接头横向应力在焊缝中心为拉应力,向外逐渐增大,焊接颜色区边界处变横向拉应力达到最大。焊接电流和热输入增大,降低了材料的韧性,组织中铁素体增多及焊接残余应力是诱发脆性断裂的原因。焊接电流80A是40CrNiMoA同质焊条平板对接焊接工艺的最佳的焊接电流。     

脉冲等离子爆炸工艺表面改性H13钢

 为研究脉冲等离子爆炸工艺制备H13钢(4Cr5MoSiV1)表面改性层的组织和性能,通过对显微组织形貌、相结构、残余应力、硬度和耐磨性的分析,对脉冲等离子爆炸工艺的改性机制和影响进行了讨论。结果表明,脉冲等离子爆炸工艺使H13钢表面发生快速熔凝和快速淬火过程,在材料表面形成厚度均匀、组织致密、高硬度的改性层;改性层中马氏体细化,同时由于不同物理变化过程分别形成残余奥氏体和逆变奥氏体;随着脉冲次数的增加,材料表面的残余应力经历了由压应力先增大后减小然后转变成拉应力的过程;改性层的厚度和硬度随脉冲次数的增加而提高,但同时表面熔化程度加剧,表层低硬度熔凝区厚度增加。当脉冲次数为8次时,H13钢具有最优的耐磨损性能。     

超声振动对纯铁粉压坯密度的影响

为提高粉末冶金制品的密度,提出超声粉末压制的新方法,以纯铁粉为原料进行压制实验,研究超声振动对粉末冶金制品密度的影响。研究结果表明:超声振动能促进粉末颗粒内部的运动与重排,降低粉末颗粒与模壁之间的摩擦,同时也有利于降低粉末塑性变形阶段的冷焊与加工硬化程度;与常规压制相比,超声压制的压坯密度提高0.1～0.3 g/cm3,轴向最大密度差降低0.16 g/cm3,孔隙率降低4.3%;随着压制力提高与压制时间增加,超声振动对提高压坯密度的效果更明显,粉末压坯密度进一步提高。     

连续退火机组带钢瓢曲临界张力的研究

 根据金属塑性理论建立了带钢稳定通板的理论模型,并对模型进行求解,求解分为张力加载与辊子转动两步进行。系统地研究了瓢曲的形成与发展,以及辊形与带钢尺寸对带钢瓢曲临界张力的影响等。结果表明：引起带钢瓢曲的横向压缩应力由不均匀拉伸诱发的横向压缩应力和由摩擦产生的附加横向压缩应力两部分构成,瓢曲在带钢传输过程中逐步形成;对比发现有限元模拟的瓢曲发生与长大过程与大生产的情况基本一致,瓢曲的宽度约为2～4mm。并且带钢瓢曲的临界张力随着辊子凸度的增大、辊子平台区长度的减小、辊面粗糙度的减小、带钢厚度的减小而逐渐减小。     

纳米硬质合金粉末压制过程的研究

采用普通模压方法,压制了用高能球磨（机械合金化）法制备的纳米硬质合金粉末,研究了压坯密度与压制压力之间的关系,并与普通微米硬质合金进行了比较,结果表明:纳米硬质合金的压坯密度低于微米硬质合金的压坯密度,随球磨时间的延长压坯密度有下降的趋势;VC的存在使压坯密度下降;从实验数据回归出的压制方程来看,纳米粉末的硬化指数低于微米粉末的硬化指数,而压制模数却远高于微米硬质合金的,表明纳米硬质合金粉末的硬化趋势不大,但摩擦力及由此引起的压力损失是相当大的。     

Effects of separating layers on the expulsion pressure and porosity of iron powder pressings

A study has been made on the effects of separating materials on the expulsion pressure and porosity for iron powder pressings. A rapid method is proposed for selecting substances with low coefficients of friction. There are substances that reduce the external contact friction of the compact with the die surfaces at pressing forces of 800 MPa and more. The most promising are some standard lubricants: flour, polyvinyl alcohol, wax, and pork fat.     

Effects of separating layers on the expulsion pressure and porosity of iron powder pressings

A study has been made on the effects of separating materials on the expulsion pressure and porosity for iron powder pressings. A rapid method is proposed for selecting substances with low coefficients of friction. There are substances that reduce the external contact friction of the compact with the die surfaces at pressing forces of 800 MPa and more. The most promising are some standard lubricants: flour, polyvinyl alcohol, wax, and pork fat.