热处理工艺对6061铝合金筒形件旋压过程及其性能影响

为满足某6061铝合金筒形件产品较高的形状、尺寸精度及机械性能要求,对热挤压态6061铝合金管坯件旋前不同热处理工艺规范(退火、固溶、不完全退火和半同溶)进行了分析比较,研究获得不同热处理工艺规范对旋压成形过程及其性能的影响规律.结果表明,对热挤压态6061铝合金管坯件而言,在旋压成形前进行半固溶处理(即将管坯加热到4...     

旋压变形对铝合金筒形件组织和性能的影响

利用锻造6061铝合金管坯,旋压延伸变形获得了咖Φ内450mm×3000mm筒形件.通过对旋压变形后6061铝合金筒形件显微组织和性能分析,发现旋压变形后其显微组织细小均匀,材料的塑性和断裂韧性得到提高.     

6061合金特种筒件旋压工艺及组织性能研究

在2 m立式旋压机上,采用正、反旋相结合的成形工艺,制备了6061铝合金特种筒形件;分析了其变形前、后组织与性能的变化.试验结果表明,旋压成形获得了所需尺寸规格的特种筒形件,旋压变形后其显微组织细小均匀,综合力学性能得到提高.     

旋压变形对铝合金简形件组织和性能的影响

利用锻造6061铝合金管坯,旋压延伸变形获得了Ф内450mm×3000mm筒形件。通过对旋压变形后6061铝合金筒形件显微组织和性能分析,发现旋压变形后其显微组织细小均匀。材料的塑性和断裂韧性得到提高。     

细长薄壁筒形件错距旋压成形工艺研究

薄壁筒形件变形量大,壁厚公差要求高,加工过程中容易出现壁厚超差、振纹、开裂、脱模困难等问题,为提高生产效率,通常采取错距旋压方式成形。通过对6061铝合金细长薄壁筒形件错距旋压工艺分析及旋压成形试验,分析了旋轮进给比、壁厚减薄率、旋轮轴向和径向错距量、旋压道次、预先热处理工艺规范等对旋压过程和产品质量的影响,为细长薄壁筒形件研究出了一套切实可行的错距强旋成形方案和合理的工艺参数。     

基于GA-BP和PSO-BP神经网络的6061铝合金板材流变应力预测模型

6061铝合金作为一种热可强化铝合金，具有良好的成形性能，但是其塑性流变应力受最终热处理工艺的加热温度、保温时间和冷却方式等参数的影响很大。因此，为了获得最终热处理工艺参数对6061铝合金板材的塑性性能及流变行为的影响，试验中以6061-T6铝合金板材为研究对象，通过单向拉伸试验、金相实验和硬度测试等方法研究不同热处理工艺参数(加热温度为500、530、560和590℃、保温时间2小时、冷却方式为空冷)对6061铝合金塑性性能和硬度的影响。通过单向拉伸试验获取不同热处理工艺参数条件下6061铝合金的真实应力应变曲线；借助BP、GA-BP和PSO-BP神经网络构建不同热处理温度条件下6061铝合金的本构关系模型。研究结果表明BP、GA-BP和PSO-BP神经网络模型均能较好的拟合不同热处理温度条件下6061铝合金的流变行为，但是PSO-BP神经网络模型对6061铝合金流变应力的预测精度更高，网络预测性能更优越，其平均绝对误差(MAE),平均相对误差(AARE)和相关系数(R2)分别为1.89，1.56%和0.9965。     

基于GA-BP和PSO-BP神经网络的6061铝合金板材流变应力预测模型（英文）

6061铝合金作为一种热可强化铝合金,具有良好的成形性能,但是其塑性流变应力受最终热处理工艺的加热温度、保温时间和冷却方式等参数的影响很大。因此,为了获得最终热处理工艺参数对6061铝合金板材的塑性性能及流变行为的影响,试验中以6061-T6铝合金板材为研究对象,通过单向拉伸试验、金相实验和硬度测试等方法研究不同热处理工艺参数(加热温度为500、530、560和590℃、保温时间2 h、冷却方式为空冷)对6061铝合金塑性性能和硬度的影响。通过单向拉伸试验获取不同热处理工艺参数条件下6061铝合金的真实应力-应变曲线;借助BP、GA-BP和PSO-BP神经网络构建不同热处理温度条件下6061铝合金的本构关系模型。结果表明,BP、GA-BP和PSO-BP神经网络模型均能较好的拟合不同热处理温度条件下6061铝合金的流变行为,但是PSO-BP神经网络模型对6061铝合金流变应力的预测精度更高,模型预测性能更优越,其平均绝对误差(MAE),平均相对误差(AARE)和相关系数(R~2)分别为1.89,1.56%和0.9965。     

表面润滑对6061铝合金板材成形性能的影响

针对铝合金板材冲压成形性能较差的问题,选用6061车用铝合金作为研究对象,以冲杯试验为基础,对铝合金板材与凹凸模接触面采用不同基础油进行润滑,结合计算机仿真技术,对6061铝合金在冲压过程中铝合金表面润滑状况进行了研究。结果表明,6061铝合金与模具间的润滑对其成形性能有重要影响。6061铝合金与凹模间的润滑对成形件减薄率影响较大,减小其摩擦系数能够改善其减薄率,防止拉裂的产生;6061铝合金与凸模间的润滑对成形件边缘增厚率有较大影响,适当提高其摩擦系数不仅能防止成形件边缘过度增厚引起的起皱,而且能够更好地控制板料的流动,成形件厚度更为均匀,明显提高其成形质量。     

热处理对6061铝合金组织与力学性能的影响

对建筑用6061铝合金进行了不同温度的均匀化退火处理,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对比分析了铸态和热处理态6061合金的显微组织的变化,研究了6061合金热处理前后的电导率和力学性能变化规律。结果表明,半连续铸造6061铝合金中的主要物相为α-Al基体、Mg_2Si、β-AlFeSi相和α-Al_(12)(FeMn)_3Si_2相;均匀化退火温度超过580℃时,6061铝合金开始发生过烧现象;随着均匀化退火温度升高,合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都表现为先增加而后降低的趋势,在均匀化退火温度为575℃时取得最大值;6061铝合金适宜的均匀化退火温度为575℃。     

铝合金锥面筒形环件轧制成形数值模拟与实验研究

铝合金异形截面环件是航天航空和国防装备的重要结构件,铝合金异形截面环件目前多采用自由锻成形或者简化为矩形截面环件后轧制成形,使环件生产周期长、材料利用率低、环件的组织性能差,严重限制了该类环件的应用和发展。针对2A14铝合金锥面筒形环件进行了轧制过程数值模拟和实验研究,提出了形状相似环件毛坯设计方法和锥形环件轧制过程的合理工艺参数范围计算方法,并基于ABAQUS/Explicit平台建立该环件轧制过程的三维热力耦合有限元模型。通过分析毛坯结构对成形环件尺寸误差和变形均匀性的影响,得到了等截面积环件毛坯成形尺寸误差最小的结果。并根据模拟结果进行轧制实验验证,成功轧制出合格的锥面筒形环件。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压成形机理研究

针对镍基高温合金因加工硬化严重成形时极易产生破裂和起皱等典型缺陷的问题,以锥筒形壳体类零件为对象,提出了一种由锥形预制坯经过真空固溶处理后拉深旋压成形锥筒形件的方法,并对其成形机理进行了研究。基于Abaqus/Explicit平台,建立了锥筒形件拉深旋压有限元模型,分析了成形过程中的瞬态等效应力、等效塑性应变、切向应力、壁厚及三向应变分布规律。结果表明:在旋压成形过程中,最大瞬态等效应力位于旋轮接触区及附近区域、最大瞬态等效塑性应变位于坯料口部;瞬态切向压应力最大值位于旋轮接触区,而瞬态切向拉应力最大值位于旋轮接触区附近的两侧区域。筒形段中部壁厚减薄,而坯料口部壁厚增厚。旋压成形试验表明,锥形预制坯经拉深旋压后可获得壁厚均匀的锥筒形件。     

铝合金筒形件磁脉冲辅助冲压成形试验研究

针对铝合金筒形件传统拉深成形中由于成形性差容易出现拉裂问题,采用拉深预成形和磁脉冲辅助成形相结合的方法对5052-O铝合金板材进行筒形件成形性试验研究,探索磁脉冲辅助冲压成形工艺提高材料成形性的可能性。并研究应用磁脉冲成形减小预成形筒形件圆角半径的工艺可行性。结果表明:与普通冲压相比,磁脉冲辅助冲压成形能够提高材料的成形性,且提高放电电压和增加放电次数能增强圆角的再变形能力,圆角变形更加均匀。普通拉深筒形件减薄最严重部位出现在筒壁和圆角相接处,而磁脉冲辅助冲压成形筒形件有两个减薄严重部位:侧壁与圆角相接处和筒底与圆角相接处。     

摩擦对铸态铝合金筒形件多道次强力热反旋鼓包的影响

铸态铝合金筒坯与模具接触摩擦是导致筒形件多道次强力热反旋成形不均匀变形的主要因素之一,在很大程度上决定着筒形件旋压过程中鼓包等缺陷的控制与消除。文章基于ABAQUS/Explicit有限元平台建立了该成形过程可靠的三维热力耦合有限元模型,分析了多道次强力热反旋成形中摩擦对鼓包的影响规律和作用机理。结果表明,随着旋轮与毛坯件间摩擦系数的增大,第一道次、第二道次和第三道次筒形件鼓包高度变化程度小,只有微小的减小,第四道次先减小后增大;随着芯模与筒形件间摩擦系数的增大,第一、二、三、四道次鼓包高度先减小后增大。研究结果为铸态铝合金筒形件强力热反旋成形极限中摩擦的选择提供依据。     

带枝桠筒形件挤压成形工艺研究

为了获得综合性能优良的某铝合金带枝桠筒形挤压件,结合其形状特点,首先提出了一次整体挤压成形工艺方案。通过有限元模拟对成形工艺方案进行验证,结合一次整体成形中所产生缺陷进行工艺改进。并提出两种改进方案,通过有限元模拟验证,方案1为下料热处理预成形热处理终成形(冲盂成形)机械加工,获得的挤压件金属填充不饱满;方案2为下料热处理反挤压成形热处理终成形(翻边成形)机械加工,获得了合格的挤压件。对方案2的载荷位移曲线变化规律及曲线上特殊节点产生原因进行了分析,初步确定了方案2的可行性;对方案2进行模具设计并进行工艺试验。试验结果表明,采用方案2的挤压成形工艺最终得到了填充效果良好、符合生产要求的带枝桠筒形挤压件。     

椭圆双向超声振动渐进成形对6061铝合金薄壁件力学性能和微观结构的影响

为了在加工复杂薄壁件的过程中改善其工艺性能和使用性能，对6061铝合金复杂薄壁件双向振动超声渐进成形后的力学性能和微观结构进行了研究，对比了传统渐进成形、垂直单向超声振动渐进成形和椭圆双向超声振动渐进成形工艺，对成形后的试验件进行硬度测试、残余应力分析以及扫描电子显微镜观察，以验证双向渐进成形工艺对铝合金复杂薄壁件成形性能和使用性能的提升效果。硬度试验结果表明，椭圆超声振动渐进成形能够软化材料，增加材料塑性和韧性，从而提高6061铝合金成形复杂薄壁件的能力，试验件断裂面端口产生大量韧窝的现象也进一步证明了这一观点。试验件成形表面的微观形貌特征表明椭圆超声振动渐进成形在改善试验件表面质量方面具有显著优势。此外，发现椭圆超声振动渐进成形方法能够在6061铝合金表面形成残余压应力层，有利于提高薄壁件的抗疲劳性能。     

锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形可旋性表征方法研究

针对锥筒形件剪切-拉深复合旋压时可旋性表征困难的问题,提出采用可旋性表征曲线对其进行表征。基于Abaqus软件建立了镍基高温合金锥筒形件全流程复合旋压成形有限元模型,分析了不同半锥角锥筒形件的破裂及起皱情况,进而获得其极限拉深系数;在此基础上,构建了锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形的可旋性表征曲线,获得了锥筒形件复合旋压成形时的安全区以及破裂起皱区,并通过复合旋压工艺试验验证了有限元模型的可靠性。结果表明:采用剪切旋压时的半锥角为横坐标、拉深旋压时的极限旋压系数为纵坐标所构建的可旋性表征曲线,可实现对锥筒形件剪切-拉深复合旋压成形可旋性的有效表征。     

5A02-O铝合金锥底筒形件充液拉深有限元模拟

锥底筒形件由锥底和较高的直壁筒组成,其充液拉深过程中液压加载路径既不同于筒形件,也有异于锥形件。利用DYNAFORM有限元软件对锥底筒形件充液拉深过程进行模拟,研究了不同液室压力加载路径对充液拉深锥底筒形件壁厚分布、破裂与起皱等的影响规律,分析了锥底筒形件液压加载路径控制策略。研究结果表明:采用2拐点的液压加载路径适合锥底筒形件充液拉深成形,第1个拐点位置为凸模底部圆角圆心,与凹模圆角圆心在同一条水平线上,第2个拐点位置为凸模锥底上部圆角圆心,与凹模圆角圆心在同一条水平线上;充液拉深得到的锥底筒形件壁厚分布存在2个波谷点,第1个波谷点在锥底筒形件锥形底部圆角和锥壁的结合处(A点),第2个波谷点在锥底上部圆角和直壁结合处(B点);对于不同的拉深比和锥角,应该采用合理的液压加载路径。     

基于Simufact多道次变薄拉深筒形件尺寸精度研究

为了探究多道次变薄拉深冷成形加工工艺参数与筒形件尺寸精度之间的关系,采用Simufact. forming有限元仿真软件,选取C15-c低碳钢为试验材料进行多道次变薄拉深冷成形模拟试验,采用正交试验设计方案,探究了多道次变薄拉深冷成形过程中工艺参数(减薄率、凹模锥角与摩擦系数)对筒形件尺寸精度(内径扩径量、外圆度误差与壁厚偏差)的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:在C15-c低碳钢材料筒形件的多道次变薄拉深冷成形工艺中,当减薄率为40%、凹模锥角为12°、摩擦系数为0. 10时,筒形件的尺寸精度较高。加工工艺参数对内径扩径量的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数;对外圆度误差的影响顺序为:摩擦系数凹模锥角减薄率;对壁厚偏差的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数。     

6061铝合金超薄壁管的充液压弯数值模拟与试验

针对6061铝合金超薄壁弯管在成形过程中极易出现破裂和截面畸变等问题,采用单向拉伸试验获得6061铝合金超薄壁管在O态、W态、T6态下的基本力学性能参数,并通过DYNAFORM有限元模拟软件进行数值模拟,对6061铝合金超薄壁管的充液压弯工艺进行优化,获得最优工艺参数。结果表明,合理控制超薄壁管的充液压力和压弯加载路径,可以有效提高超薄壁管的成形性能;适当的压弯间距,能够提高弯管壁厚分布的均匀性和成形极限,显著改善成形件质量。     

镍基高温合金锥筒形件拉深旋压时成形质量及组织性能研究

针对镍基高温合金因严重的加工硬化而导致塑性成形时质量控制困难的问题,以应用于燃烧室的锥筒形件为对象,提出采用剪切旋压工艺获得锥形预制坯,经固溶处理后进行拉深旋压成形出口部筒形段的方法。基于Abaqus软件建立锥筒形件多道次拉深旋压成形有限元模型,研究了进给比及旋轮圆角半径等成形参数对成形质量的影响规律,结合组织性能测试,获得了微观组织及力学性能变化规律。结果表明,进给比及旋轮圆角半径对制件的最大壁厚减薄率、圆度及回弹的影响显著。拉深旋压成形后,筒形段各区域的晶粒形态各异,中部晶粒被拉长并形成较多形变孪晶,口部筒形段发生晶粒堆积,且晶粒呈等轴状;拉深旋压成形的筒形段的强度显著提高,但伸长率下降。