水下爆炸自增强技术对冷辗扩模具寿命的影响

为了提高冷辗扩芯辊的寿命,采用水下爆炸方法对其进行自增强处理。首先,利用有限元软件对冷辗扩芯辊进行了弹塑性有限元分析,得出产生自增强的最佳极限载荷值。然后,采用水下非接触爆炸的方法对冷辗扩芯辊进行爆炸处理。利用有限元软件模拟整个爆炸过程,得出药包不同质量、不同爆距、不同安放位置下作用在冷辗扩芯辊上的爆炸冲击载荷,使其达到自增强所需的最佳塑性极限载荷。验证后结果表明,经过自增强处理后的芯辊疲劳寿命远远高于未经自增强处理的芯辊疲劳寿命。     

低合金中厚板破边缺陷分析及预防

对热轧低合金中厚板窄边内外弧出现的破边缺陷的影响因素进行了分析。结果表明:破边缺陷是由于连铸坯角部微裂纹所导致的,铸坯出结晶器后垂直段窄边部表层显微组织对角部微裂纹的产生有重要影响。通过合理控制连铸结晶器出口窄边冷却制度,细化奥氏体晶粒、减少奥氏体晶界处先共析铁素体膜的厚度以及第二相粒子在奥氏体晶界处的偏析,能够消除铸坯角部微裂纹缺陷。随着铸坯角部微裂纹的消除,低合金轧板窄边的破边缺陷将减少。     

工艺参数对薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程拉拔力影响分析

在金属塑性成形中加入振动,可以有效降低材料变形抗力并提高产品质量。以薄壁铜管游动芯头拉拔为研究对象,分析了振动对铜管拉拔过程中拉拔力的影响,并通过有限元分析软件MARC,对不同的工艺参数(拉拔速度、外模模角和芯头锥角)进行数值模拟。研究结果表明:针对本模型,存在一个最佳外模半锥角和芯头锥角组合(外模半锥角α为12°,芯头锥角β为9°),使得薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程中的拉拔力最小,而拉拔速度对拉拔力的影响较小。     

方坯连铸结晶器三维传热模拟

采用ANSYS有限元软件,以方坯连铸结晶器为研究对象,基于节点温度传递方法、利用ANSYS接触分析技术建立方坯连铸结晶器三维瞬态传热有限元模型,分析了结晶器内铸坯和结晶器铜壁的三维温度场及结晶器内铸坯坯壳分布规律。结果表明,弯月面区域铜壁温度较低,上口接近水缝内冷却水温度;弯月面下50 mm处结晶器铜壁温度最高,达到157℃;模型计算所得结晶器铜管高温区域形状与实际生产中下线铜管高温过烧区域形状基本一致;铸坯表面偏离角部30 mm处角部影响消失,铸坯表面温度趋于一致。     

40Cr连铸坯内部角裂机理研究与控制

针对某厂用氧气顶吹转炉—LF精炼—连铸生产的40Cr连铸坯内部角裂,通过对生产工艺流程、连铸机设备分析,采用热酸侵低倍试验、金相法和探针能谱分析对缺陷进行研究,发现缺陷不存在组织异常和质点沉淀现象。通过运用ANSYS软件对连铸结晶器凝固过程进行热模拟,发现角裂形成于结晶器内的凝固过程,根本原因是铸坯在结晶器凝固过程的传热特性产生明显热节区甚至在铜管使用后期伴随出现鼓肚,从而诱导产生应力使铸坯近角部热节区成为裂纹易发区。确定缺陷涉及钢水成分、连铸工艺参数及铜管圆角不适,最终通过对生产工艺参数的严格控制和结晶器铜管圆角半径的优化设计,使1.0级以下内部角裂的控制在89.68%以内。     

带运动可控式凹模的直齿轮精锻成形研究

为了改善直齿圆柱齿轮冷精锻成形时齿形上下角部充填情况,本文在对精锻成形阻力分析的基础上,提出了一种新的齿形凹模运动可控的直齿圆柱齿形精锻成形装置,通过弹性元件和定位销实现了精锻成形过程中齿形凹模不动、齿形凹模随冲头一起运动、齿形凹模先不动而后再运动以及齿形凹模先运动而后不动等多种运动方式。有限元模拟和实验研究表明:通过控制齿形凹模的运动方式,形成齿形凹模对成形角部充填的积极摩擦,有利于促进齿腔角部充填。     

大螺旋角内螺纹铜管滚珠旋压工艺设计平台

大螺旋角内螺纹铜管滚珠旋压成形模具设计是一个复杂过程,目前还没有系统精确的计算方法。介绍了一种逆推法:根据螺纹管规格,从定径模开始,从后往前依次推算出钢球、滚压环、螺纹芯头、减径模、管坯等参数值,采用该方法建立成形工艺设计平台,进行大螺旋角内螺纹铜管的成形模具智能化设计。采用面向对象的程序设计方法,对Φ7 mm×0.24 mm×0.15 mm规格的大螺旋角内螺纹铜管成形工艺进行设计,获得了成形模具及成形工艺参数。将获得的参数应用于实际生产,得到的成品内螺纹铜管件的齿形参数良好,没有齿形缺陷,符合产品技术要求。     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

方管结晶器爆炸成形过程数值模拟

对方管结晶器爆炸成形过程进行了实验研究并运用ANSYS软件中的LS-DYNA模块对成形过程进行了数值模拟,数值模拟结果与实验结果基本一致;在应用ANSYS/LS-DYNA软件对金属爆炸成形过程进行数值模拟时,对爆炸载荷的作用形式进行适当、合理的简化,并不改变基本结论;根据数值模拟结果获得了方管结晶器爆炸成形时的理论布药结构,当圆角部位药层厚度为直边部位药层厚度的1.75倍时可以获得最佳成形效果。     

基于自约束结构炸药的T2/Q345爆炸焊接及数值模拟

为提高炸药能量利用效率、降低能量耗散,利用自约束结构炸药进行爆炸焊接研究.以T2铜和Q345钢分别作为复层与基层,自约束结构炸药作为焊接炸药,借助ANSYS/AUTODYN软件模拟爆炸焊接过程,并进行T2/Q345爆炸焊接试验,对复合板试件进行拉剪性能检测和微观形貌观察分析其焊接质量.结果表明,T2/Q345爆炸焊接的碰撞速度距起爆端100 mm后均大于临界碰撞速度345 m/s,距起爆端150 mm处碰撞速度达到最大值567 m/s.T2/Q345复合板起爆端呈直线结合,并随着传爆距离增加变为波形结合.T2/Q345复合板远离起爆端的平均剪切强度为237.0 MPa,断裂位置位于铜一侧.试件被拉剪破坏后的铜层出现加工硬化现象,远离结合界面的显微硬度和塑性变形程度呈增强趋势.自约束结构炸药可降低自身爆炸产物飞散,使炸药能量更多地转化为复层动能,提高能量利用率.     

邯钢新区热轧卷板边裂成因分析和改善

边裂是影响邯钢新区热轧卷板质量的一个重要因素。对热轧卷板边部裂纹缺陷取样,进行金相分析、扫描电镜分析、能谱分析,并对连铸板坯进行对比轧制试验,证实热轧卷板边裂是由连铸板坯角部横向裂纹引起。分析了影响板坯角部横裂的钢水成分、结晶器保护渣、结晶器冷却、二冷水等工艺因素。在此基础上,提出了改善板坯角部横裂的有效措施,即优化钢水成分、改进保护渣性能、优化二冷配水、弱化结晶器冷却等。实施以上措施后,热轧卷板边部裂纹大幅度减少。     

基于有限元分析的车用空心六角头杆件芯模寿命研究北大核心CSCD

在某种车用空心六角头杆件的挤深孔工序中,负责成形深孔的芯模受力极大,表面磨损严重、失效快。为解决该问题,基于经典的粘着磨损理论,通过Deform11.0软件,研究了5种不同结构的芯模的挤压过程,对比了芯模表面的最大磨损深度和严重磨损面积,结果发现同等条件下锥面芯模的寿命更长。以降低磨损为目的,通过正交试验对锥面芯模的尺寸参数进行了优化,同时研究了不同涂层对芯模表面的降磨损作用,结果表明在TiAlN涂层的降磨损效果更好。采用改进后的芯模进行零件的深孔成形,孔的成形质量较好,芯模寿命为原来的2.48倍。     

铜包铝复合扁排立式充芯连铸设备的研制

设计和制造了一台制备铜包铝复合扁排的立式充芯连铸试验设备,该设备的特点是在高度方向上设置上下两个加热坩埚分别熔化铜和铝;外层铜管在结晶器中首先形成,铝液随之通过充芯管充填到铜管中,铜、铝界面通过互扩散实现冶金结合.利用此设备,成功地连铸出铜层厚度为2 mm,芯部铝厚度为10 mm,宽为60 mm的铜包铝复合扁排.     

拉拔工艺参数对微型直齿沟槽铜管成形的影响

利用高速充液旋压技术加工出直径为6mm的沟槽管;然后,采用多级拉拔成形方法加工出直径为3～6mm的微型直齿沟槽铜管。在分析其加工成形机理的基础上,重点研究拉拔工艺参数对沟槽管成形的影响规律。结果表明：在微型直齿沟槽铜管成形过程中,随着拉拔成形直径的缩小,壁厚增加,槽深和槽宽均减小;同时,壁厚随着拉拔模具角的增加而减小,而槽深和槽宽随着拉拔模具角的增加而增加;随着拉拔级次压缩率的增大,拉拔力增大,过大的拉拔级次压缩率会导致微型直齿沟槽铜管拉拔成形轴向沟槽产生断裂。随着拉拔模具角的增大,拉拔力先减小后增大,并且存在一个最小值区域。当拉拔模具角α=16°时,拉拔力最小,此为最佳拉拔模具角。     

铜包铝气压充芯连铸设备的研发

为了研制小直径铜包铝复合连铸坯,设计和制造了适用于铜包铝气压充芯连铸工艺的设备.在同一轴线上采用上、下两个加热炉,内衬石墨坩埚,分别加热芯部金属铝和外层金属铜.连铸时利用氮气施压,先形成外层铜管,内层金属铝液通过充芯管充填到外层铜管里并冷却凝固,通过热量和元素的扩散,实现冶金结合.利用该设备,成功地连铸出外径为12 m...     

LF6合金小锥度铝筒旋压成形实验研究

介绍了采用圆板坯旋压成形半锥角小于1°的LF6铝合金锥筒的成形试验。试验采用了平板毛坯、直筒与小锥度两套芯模、普旋加强旋的成形方案,在直筒芯模上把圆板坯加热普旋成圆筒,圆筒切底后在室温下对其强旋减薄,最后改用小锥度芯模加热普旋成小锥度筒。结果表明:确保旋前板坯的高质量,避免出现局部缺陷,控制好热旋时的加热温度是能够顺利成形的必要条件;LF6合金具有良好的旋压性能,选择合理的工艺参数,采用圆板坯可以旋压出半锥角小于1°的无缝筒。     

螺旋伞齿轮闭式精锻模设计

介绍了螺旋伞齿轮闭式精锻新型模具结构,该模具采用浮动凹模和浮动模芯结构,锻件在2个凹模和2个模芯形成的封闭模腔中成形,生产的锻件无飞边。工艺试验表明:新型模具可显著降低锻压变形力、材料消耗和生产成本,提高了模具寿命和生产效率。     

直齿圆柱齿轮浮动凹模冷闭式镦挤成形数值模拟分析

结合齿轮浮动凹模锻造和分流锻造技术,提出了一模两击式直齿轮冷闭式镦挤新技术,即先进行环形坯料带活动芯轴的镦挤预锻,后进行无芯轴空心分流终锻的两步成形工艺.并通过DEFORM-3D数值模拟分析和比较,验证了该技术能解决成形力过大和齿形充不满等缺陷,是适用于直齿圆柱齿轮精锻的有效工艺方案.     

热轧中碳钢卷边部裂纹的形成机理与控制

为了研究中碳钢热轧卷边部裂纹缺陷的形成机理,制定相应工艺控制措施,降低中碳钢热轧卷边部裂纹废次率。通过在热轧中碳钢卷缺陷位置取样进行金相观察、扫描电镜分析以及对比轧制试验。结果表明,中碳钢热轧卷边部山峰裂纹的形成原因是连铸坯存在角部横裂纹,轧制后延伸造成;边部发纹的形成是轧制过程连铸坯窄面折叠至宽面造成。根据这一研究结果,通过调整中碳钢成分、提高连铸机精度、优化二冷配水模型、应用倒角结晶器和动态调整结晶器锥度等措施,中碳钢热轧卷裂纹废次率降低到0.10%以下,降幅达到了90.59%,改善效果非常明显。     

芯轴旋弯式JCOE成形过程数值模拟试验

在钢板旋弯式JCOE成形过程中,板边缘容易产生"直边",影响直缝埋弧焊管质量。文章设计一种新型的可移动芯轴夹具装置,能够有效缓解直边呈现程度。采用数值模拟方法,并进行实际的预示改进装置的使用效果,试验验证结果表明,改进后的芯轴活动夹具装置对减小制品"直边"很有效,而且可行。