树脂砂条件热稳定性的研究

采用自制的新型树脂砂高温力学性能测试仪,在还原性气氛下研究树脂砂种类及主要成分的加入量对树脂砂条件热稳定性的影响。结果表明,三乙胺冷芯盒树脂砂、自硬呋喃树脂砂、酚醛树脂覆膜砂的条件热稳定性依次提高。在测试含量范围内,自硬呋喃树脂砂的条件热稳定性随着树脂加入量的增多而提高,随着固化剂加入量的增多而降低。     

浇注温度和机械振动对消失模型壳铸造ZL101A合金组织性能的影响

将机械振动施加于消失模型壳铸造ZL101A合金中,研究浇注温度对消失模型壳铸造ZL101A合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,未施加机械振动时,消失模型壳铸造ZL101A合金凝固组织粗大,力学性能偏低;施加机械振动以后,合金凝固组织和力学性能均明显改善。随着浇注温度升高,合金凝固组织形貌发生改善,但过高的浇注温度使得合金凝固组织有粗化的趋势。此外,提高浇注温度使得消失模型壳铸造ZL101A合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度呈现不同程度的下降,过高的浇注温度会显著削弱合金的力学性能。因此,在消失模型壳铸造ZL101A合金振动凝固过程中,选择合适的浇注温度才能发挥机械振动的最佳效果。     

砂型铸造企业熔炼批量计划与调度模型及求解方法

为了解决铸造企业人工制定熔炼批量计划与调度造成效率低下、资源难以优化配置、产能利用率低等问题,基于铸件交货期、熔炼炉容量利用率以及炉次间合金转换约束的考虑,构建了批量计划与调度整数规划模型。针对该模型的特点,提出了启发式的求解策略,将原问题分解为两个相互关联的子问题:(1)同炉浇注的铸件批量划分;(2)熔炼炉熔炼合金的调度,并分别采用动态规划和遗传算法进行求解。最后,分别使用仿真数据和某个砂型铸造企业的实际数据进行测试,结果验证了该模型与求解方法的有效性与优越性。     

厚轮缘盘形件多工步旋压增厚成形工艺

针对厚轮缘盘形件设计了多工步旋压工艺及每一步的旋轮尺寸。通过有限元模拟,分析了旋压增厚工艺的成形过程,试验验证了模拟结果。分析了旋轮圆角半径R和上倾角α对成形的影响规律,设计了5工步旋压增厚成形方案。研究结果表明,直径Φ326 mm,厚度3 mm的圆形板坯,经过5个工步,可以成形为轮缘厚度为9.1 mm,宽度为7.8 mm的盘形件。成形过程中,第1、2、3步可以分为3个阶段,第4、5步可分为2个阶段。每一工步最大的旋压力为80~120 kN,与试验值之间的误差小于7%。最后,研究了成形件横截面的硬度分布规律,探讨了硬度分布的原因。     

高强钢热冲压成形工艺及装备进展

从加热技术、成形-淬火冷却技术、变强度热冲压技术、新型高强钢材料热冲压、摩擦磨损和数值模拟技术等方面,阐述了其技术应用的现状以及未来发展趋势。当材料和装备确定之后,热冲压模具的设计、制造和维护是保证热冲压生产质量和效率的重点,着重对几种新工艺的模具结构做了介绍。经典的辊底炉生产线适应大规模生产,其高效率主要体现在生产节拍上。随着汽车产品的多样化,特别是在新能源车的开发和规模化生产之前,要求高强钢热冲压生产线更能够适应中小批量和多种材料(如高强铝合金)。这些新的需求,导致了多样化加热方式的研究,以及智能试验线的出现。辊底炉生产线、多层箱式炉生产线和智能试模线的研究及应用,推动了全球热成形生产和汽车轻量化的步伐。     

非晶合金表面热压印微结构的摩擦性能研究

利用过冷液态非晶合金的超塑性,在非晶合金表面热压印成形出具有不同几何尺寸的蜂窝状结构,并对其表面干、湿摩擦性能进行了系统研究。结果发现:在干摩擦及湿摩擦条件下,通过调控表面微结构的几何尺寸,均能降低摩擦系数。如在干摩擦条件下,摩擦系数从光滑平面的1. 07±0. 08降低到蜂窝状结构平面(蜂窝中心间距75. 5μm)的0. 43±0. 08,降幅达60%。但随蜂窝中心间距的进一步增大(75. 5～195μm),摩擦系数又随之增大。相似的,在湿摩擦条件下,摩擦系数也随蜂窝中心间距的增大呈现先减小(降幅达46%),后增大趋势。对上述现象,分别依据蜂窝中心间距对真实接触面积与接触应力的影响进行了深入分析。     

基于分流特性的H型截面长轴类锻件毛坯精确设计方法

分析了长轴锻件H型截面在锻造过程中的材料分流规律,发现由于分流线两侧接触边界条件的变化,分流线两侧面积比的变化可分为5个阶段。基于主应力法分析建立了不同接触边界条件下的分向流动计算模型,可根据H型截面两侧的充填状态计算确定分流线的位置。进一步根据分流规律建立了分流填充模型,能够计算出不同分流状态下的分流线两侧体积分配量。基于上述模型,通过迭代调整毛坯中心位置和求解H型截面两侧型腔充填情况,逐步优化出最佳的毛坯中心位置,可达到两侧筋部同时充满的效果,并提高材料利用率。以某型号控制臂锻件为具体对象,验证了新方法的准确性。     

基于金属塑性成形理论的汽车覆盖件成形工艺智能优化方法

以塑性成形理论为基础,通过分析汽车覆盖件成形过程中工艺参数对成形缺陷的影响规律,建立了工艺参数优化规则,即工艺参数与成形缺陷之间的数学关系。以消除成形缺陷为目标,采用优化规则定量计算工艺参数优化过程中的迭代增量,提出了一种新的汽车覆盖件成形工艺智能优化方法。以拉深筋优化为例,探讨了拉深筋在板料成形工艺中的影响规律,建立了与距离、方向和进料阻力等因素相关的拉深筋优化规则。将提出的智能优化方法用于优化整体侧围和翼子板拉深成形模具的拉深筋,在完全摆脱人工经验的情况下自动对拉深筋进行分段,经过4～5次迭代即获得了优化解。     

钛合金TC4激光熔覆成形的数值模拟研究

对钛合金TC4激光熔覆过程进行数值模拟。分析了不同激光功率、焊接速度下,激光熔覆过程中的温度场及应力场。结果表明:在本模拟研究中,当扫描速度为4 mm/s时,激光光斑半径为1.5 mm,激光功率为300 W时,熔池深度为0.6 mm,宽度为2.4 mm,成形效果好;当激光功率升至500 W,扫描速度为5 mm/s,激光光斑半径为1.5 mm时,成形效果也好。综合考虑成形质量和时间成本,后者为最优工艺参数。成形件的中心部位应力较为集中,出现缺陷的可能性较大。     

细化剂对高强铝合金半固态浆料组织的影响

研究了细化剂对7A04铝合金大体积半固态浆料组织及其径向均匀性的影响。结果表明,添加晶粒细化元素Zr和Sc可以得到整体平均直径、圆整度分别为46μm、0.63的7A04铝合金半固态浆料组织,并提高大体积浆料组织的均匀性。细化剂作用的7A04铝合金半固态浆料变异系数仅为4.6%,随着温度降低,7A04铝合金半固态浆料组织的尺寸变大,均匀性变差,但圆整度变化不大。