圆柱斜齿轮成形及脱模工艺研究

针对斜齿轮的特点,提出了旋转挤压成形和旋转脱模的工艺方案,并对该工艺方案速度参数进行了精确的计算。利用有限元软件模拟分析了斜齿轮的挤压及脱模过程的等效应变、成形载荷等。结果表明:对圆柱斜齿轮采用旋转成形及脱模的工艺方案,一定程度上可以满足零件的精度要求。     

皮带轮温精辗压近净成形工艺模拟分析

为了克服当今皮带轮生产中材料浪费、生产率低、精度低等缺点,提出了皮带轮两步温精辗压近净成形新工艺。通过数值模拟的方法,分析了其成形过程和载荷,以及影响锻件成形质量的几个关键因素。数值模拟结果表明:工艺方案合理可行。锻件外围部分变形量大,变形均匀,质量高,所需成形力小。模具形状和运动参数匹配对成形质量和载荷影响很大,模具运动方式可以自由选择。     

曲轴轮毂中间齿精压成形工艺研究

目的为了解决某型号曲轴轮毂中间齿形充填困难的问题。方法对齿形精压过程进行了数值模拟,分析了不同摩擦因数、减压孔尺寸对金属流动分布、等效应变及成形载荷的影响,并进行了试验验证。结果摩擦因数影响变形金属轴向和径向的流动分布,减压孔尺寸影响分流面位置及金属的流动速度;根据模拟结果,生产出了合格的产品。结论摩擦因数过小,径向流动阻力减小,不利于金属轴向流动充填齿形,较大的摩擦因数有利于齿形充填,但是摩擦因数过大会导致成形载荷过大;随着减压孔直径增大,金属的分流面外移,对大直径处齿形充填不利。模拟结果对实际生产具有重要的指导意义。     

铜基复合粉末高压扭转成形组织性能研究

目的研究压力和成形温度对材料强度及塑性的影响。方法将按照合金配方调配好的铜铝混合粉末,置于限制型高压扭转模具型腔中,进行大塑性变形,采用金相显微镜分析了压力和扭转圈数对所制备的试样显微组织的影响,并对制备试样进行了室温拉伸力学性能测试。结果提高压力和成形温度,即使扭转圈数较少也可以获得细化均匀的显微组织,可以获得拉伸断裂强度较大的材料;材料断裂机理为混合断裂。结论高压扭转法可以制备抗拉强度较大的铜基合金试样。     

微量 Sc 对高强铝合金铸态组织性能的影响

目的研究Sc对某7系铝合金铸态组织性能以及对合金主要元素分布情况的影响。方法在某7系铝合金中添加微量Sc,采用金相显微镜、硬度测试等实验方法,研究了合金铸态组织与性能;通过SEM和EDS分析了合金主要元素分布情况。结果添加0.2%的Sc的合金,晶粒尺寸从106μm细化到41μm;Sc的添加使硬度得到了一定程度的改善,增大了Cu元素的枝晶偏析,而对合金基体中Zn和Mg等合金元素枝晶偏析影响不大。结论添加微量Sc,可以得到细小、圆整、均匀的铸态组织,合金主要元素的分布也得到改善。     

工艺参数对汽车轮毂内径与壁厚偏差的影响

目的研究铝合金轮毂旋压成形工艺参数对成形质量的影响。方法运用有限元软件建立数值模型;以减薄率、摩擦因数、旋轮圆角半径、进给比和芯模转速为自变量,以内径偏差和壁厚偏差为目标函数,建立四因素四水平正交试验。结果极差分析得到第一道次强力旋压对壁厚偏差的影响主次关系为:旋轮圆弧半径ρ进给比f摩擦因数μ芯模转速nM,对内径偏差的影响主次关系为:旋轮圆弧半径ρ进给比f芯模转速nM摩擦因数μ。结论通过有限元分析得到了旋压工艺参数对轮毂内径与壁厚偏差的影响规律,为实际生产中工艺参数的选择提供了指导作用。     

接套体多向挤压成形工艺数值模拟研究

针对接套体的结构特点和性能要求,采用多向模锻工艺对该件进行近净成形,用三维有限元仿真软件模拟成形过程,通过分析其变形的应力、应变、温度场和加载曲线等,运用分流法成形原理,提出两种改进成形缺陷的措施,从零件成形质量、模具寿命等方面综合考虑,用增加局部余量法能够得到符合要求的锻件。从而为实际生产选用合理的工艺方案提供参考依据,具有工程实际应用意义。     

Zr-Sn-Nb-Fe合金两相区流变行为与本构模型研究

为准确描述材料的高温流变行为，本文通过利用单向压缩试验对Zr-Sn-Nb-Fe合金在温度为650～800℃、应变速率为0.01～1 s^-1时的热变形行为进行研究，建立了Zr-Sn-Nb-Fe合金应变补偿型Arrhenius本构模型，并评估了该模型的预测能力。结果表明，Zr-Sn-Nb-Fe合金是一种对温度和应变速率较敏感的材料，其流变曲线呈现为动态再结晶型，流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用本文所建本构模型对Zr-Sn-Nb-Fe合金的流动应力进行预测，结果显示，各工艺参数下流动应力预测值与实验值均吻合良好，模型预测值与实验值的平均相对误差绝对值为4.77%,相关系数为0.988 3,表明模型的预测精度较高。     

电磁成形中材料本构模型研究进展

电磁成形过程中金属板料经历宽应变率范围内的复杂载流高速变形，其宏微观行为与常规准静态成形过程存在显著差异，因此传统本构理论不能被完全应用于这一过程的精确预测。为此，首先总结了电磁成形中材料宏观力学行为及微观组织演变机理的特点，论述了本构建模的必要性、可行性及建模关键点。接着综述了适用于电磁成形过程的高速本构模型与载流变形本构模型的建模思想、应用效果及其先进性与局限性。最后，展望了宽应变率、宽温度范围适用的耦合电致塑性效应的机理型本构建模所面临的挑战。     

Ti2AlNb基合金等温多向锻造板条O相球化行为和硬化机制研究

在800℃下对Ti₂AlNb合金进行等温多向锻造,采用SEM、XRD、EBSD和硬度测试等定量分析了不同变形道次下合金微观组织和显微硬度的变化规律,揭示了板条O相的动态球化行为和合金硬化机制。结果表明:随变形道次的增加,初始粗大板条O相先后经历了动态机械破碎和动态再结晶2种细化机制,板条完全球化主要发生在3道次变形过程中;板条O相的动态球化过程伴随着弯曲、扭折、剪切和晶粒撕裂这4种变形行为,后2类变形的机制可概括为:O/O相界分离、B2相嵌入、O相分离和O相球化;3道次变形后初始板条O相细化至1.3μm的等轴组织,细小等轴O相含量高达68.84%,此时合金硬度较初始样提高了103.55HV(1014.79 MPa),晶界硬化机制的贡献占比为64%。