Cu／Al双金属材料挤压成形的变形规律研究

本文对Cu/Al双金属材料(套层为Cu、芯层为Al)的挤压成形进行了有限元分析,获得了两组元金属区域的应力、应变分布规律,分析结果表明,由于组元金属Cu 和 Al 的力学性能差异,加大了挤压过程中材料流动的不均匀程度。本文的分析方法和结果可以为双金属材料韧性断裂的预测分析以及合理地选择工艺参数提供科学的依据。     

固液双金属复合铸造工艺及机理研究进展

双金属复合材料具备单一金属难以满足的综合性能。固液双金属复合铸造较之其他双金属复合方法具有界面结合良好、生产效率高、合金适用范围广等特点,得到越来越广泛的应用,并成为当前研究的热点。综述了国内外固液双金属复合铸造研究的进展与现状,阐述了固液双金属复合铸造主要的成形工艺方式与应用领域,分析了影响固液双金属复合界面结合品质的主要因素,总结了固液双金属复合界面组织与性能研究的重点与主要结论,最后指出了当前固液双金属复合铸造研究存在的不足及未来的发展方向。     

轴向补料对双金属薄壁管冲击液压成形影响的研究

双金属薄壁管冲击液压胀形技术是在液压胀形与冲压成形基础上发展起来的一种复合成形技术。为了获取更好的成形质量，在液压预成形与冲击液压成形相结合的基础上，通过改变液压预成形的加载路径实现双金属薄壁管成形。介绍双金属薄壁管冲击液压成形原理及内管轴向补料方案；利用Dynaform有限元分析内管轴向补料距离对双金属薄壁管壁厚分布的影响，获得轴向补料距离对双金属薄壁管成形规律；同时，分析内管轴向补料距离对管材中截面的对角线长度变化影响规律，从而获得内管轴向补料距离对双金属薄壁管填充性的影响。通过液压预成形阶段加载路径的研究，探明了轴向补料对双金属薄壁管成形规律的影响，为冲击液压载荷作用下的双金属薄壁管成形提供理论与应用支撑。     

双金属复合管水下爆炸成形有限元分析

水下爆炸复合工艺是实现异种金属管材高强度结合的一种先进生产方法,运用非线性有限元分析软件对双金属复合管水下爆炸成形过程进行数值研究. 详细阐述了双金属管水下爆炸复合的安装工艺及其成形过程. 基于ANSYS/LS-DYNA平台建立了水下爆炸复合成形的有限元模型,通过实例分析了复合动态过程、基衬管关键节点的位移、以及成形后复合管的应力应变分布. 利用控制变量法研究水下爆炸复合主要工艺参数对复合管结合强度的影响规律. 最后通过试验对数值计算结果进行验证. 结果表明,有限元模型能够有效模拟双金属管水下爆炸复合过程.     

Fe/Al复合管液压胀形数值模拟及试验研究

为研究液压胀形过程中双金属复合管件的成形性能,利用有限元模拟方法对Fe/Al双金属复合管液压胀形进行了计算.研究了内压和摩擦对复合三通管件减薄率分布的影响,并比较了纯铁层和纯铝层之间的壁厚减薄率分布差异.根据数值模拟计算的结果,对Fe/Al双金属复合管进行了成形试验研究.研究结果表明,成形过程中纯铁层和纯铝层之间结合良好,通过调节摩擦系数和内压力大小可以控制Fe/Al双金属复合正三通管件的成形质量.     

Al/Mg双金属等温挤压过程与材料流动特性研究

基于刚粘塑性有限元法,采用Deform-3D有限元软件对Al/Mg双金属等温挤压过程进行了数值模拟。系统地研究了挤压速度、挤压温度、模角等关键工艺参数对双金属棒材尺寸均匀性以及成形载荷的影响。获得了最佳挤压工艺参数,并进行了挤压试验验证。结果表明:受金属流动的影响,在双金属棒材端部出现一部分内层镁合金缺失现象;三种工艺参数对等温挤压过程的影响程度是:模角挤压温度挤压速度;数值模拟的结果与试验数据基本吻合。     

三维有限元模拟技术在金属塑性成形中的应用

金属塑性成形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，有限元法是用于金属成形过程模拟中一种有效的数值计算方法。本文概括地介绍了弹塑性、弹粘塑性、刚塑性、刚粘塑性四种有限元法，系统地讨论了有限元模拟中的关键技术，即几何模型的建立、单元类型的选择、网恪的划分与重划分、接触和摩擦问题等技术，并结合实例说明了三维有限元模拟在金属塑性成形领域中的具体应用。最后，基于现存问题提出了自己的见解。     

热双金属室温固相复合

经过模拟试验,建立了固相复合试验轧机,对室温固相复合工艺包括组元层金属预先热处理、表面清理、复合压缩率及烧结热处理等因素对复合材料结合强度的影响进行了系统的研究,最后成功地复合了十五个双金属品,性能良好。对铝—钢、银—银锌和镍—铁—镍等结构、触头电真空双金属材料的复合试验也取得良好结果。     

室温包覆拉拔铜包铝线双金属接合的微观分析

为了从微观角度分析室温包覆拉拔铜包铝线双金属接合的机理,根据理论计算和实验结果相结合,分析得出:室温包覆拉拔铜包铝线的双金属结合是在施加于两个金属体的外力作用下,两个金属体表面的异类原子靠近至原子间相互作用势较低,能够相互交换电子、产生吸引力的距离,并且两个金属体表面的大量原子间的共同引力作用的结果。Cu-Al双金属固相结合前处于分离表面,在外力的作用下,塑性变形使金属表面贴近,在塑性变形时两表面凸凹的相互摩擦生热产生"热激活"使表面活化。包覆拉拔后在一定条件下双金属界面会发生原子间的相互扩散,扩散有利于提高结合强度,但不是结合的必要条件。     

双金属复合管复合机理及制备工艺研究进展

总结了双金属复合管界面结合机理,系统介绍了目前国内外双金属复合管的主要制备工艺,并且根据初始时基体与覆层金属物理状态的不同,将现有制备工艺分为固-固相复合法、固-液相复合法、液-液相复合法以及其他复合法。对比分析了各种制备工艺的成形原理和主要特点,最后结合发展现状及未来工业应用需求,对双金属复合管工业化进程中将面临的问题进行了展望。     

FEM simulation of aluminium extrusion through two-hole multi-step pocket dies

Multi-hole pocket dies are a type of extrusion tooling setup commonly used across the aluminium extrusion industry for efficient production of solid aluminium profiles. Such dies are designed on the basis of experience and corrected after a number of trial extrusion runs before becoming usable. Computer simulation based on the finite element method (FEM) is in principle capable of predicting metal flow through the dies designed, but it is yet a huge technological challenge to simulate the extrusion process to produce profiles of industrial significance. The present research was attempted to investigate the effect of steps in the die pocket on metal flow to produce two chevron profiles with unequal thicknesses through two-hole dies, by means of 3D FEM simulation of extrusion in the transient state. The results showed that the pocket step could be effectively used to balance metal flow. Extrusion experiments validated the predictions of metal flow, extrudate temperature and the pressure required for extrusion through the pocket dies with three different designs. 3D FEM was demonstrated to be a powerful tool in optimising die design and decreasing the number of trial extrusion runs.     

基于有限元计算的金属断裂准则的应用与分析

为获得金属各种断裂行为的有限元分析与实际情况的符合度,论述了金属材料在有限元分析中常见断裂的判断方法.介绍了断裂行为有限元分析关键技术和常见延性断裂准则,并提出一种获得金属断裂准则的方法,以及此方法在断裂行为有限元分析中的成功应用.介绍了断裂行为有限元分析过程中有限元网格的调整和重划分,有限元技术在挤压、金属切削、切断和精冲工艺中断裂行为的成功分析,得出断裂行为有限元分析中的关键因素.     

Experimental and Finite-Element Method Study of Zn-22Al Alloy Pipe Hot Extrusion Using a Porthole Die

To reduce the pollution caused by lead alloys, environmentally friendly alloys are selected to fabricate metal tubes for delay detonators. Zn-22Al alloy was selected in this study as the tube metal because of its high environmental friendliness and low cost. The first step in metal tube production is to prepare a pipe. In this study, the Zn-22Al alloy was hot extruded using a porthole die. A finite-element method (FEM) was used to optimize the porthole-die extrusion of the Zn-22Al alloy pipes. The flow stress data for the alloy in the temperature range of 200-350 °C and strain rate range of 0.1-10 s^?1 were measured. The FEM results showed that two stages existed for any random position of the interface during porthole die extrusion, viz., the bonded interface-forming period, and the post-bonded period. The dead-metal zones existed at the corners between the container and die face and between the bottom and sidewall of the welding chamber. The effects of the extrusion temperature and the chamber height of the die on the welding quality index were studied. Pipes with an outer diameter of 18 mm and an inner diameter of 10 mm were fabricated successfully by the hot-extrusion method at 200 °C using a porthole die with a chamber height of 15 mm.     

套筒类7A04铝合金挤压成形金属流动规律研究

根据等温压缩实验得出7A04铝合金应力一应变数据，拟合出材料温成形应力一应变曲线。应用有限元法模拟7A04铝合金管材的挤压成形，着重探讨7A04铝合金挤压成形过程中，温度、速度等因素对金属流动的影响．为套筒类零件挤压成形工艺提供科学的依据。     

Hole flanging with cold extrusion on sheet metals by FE simulation

Flange height and lip thickness are generally restricted by the formability of sheet metals in the conventional hole flanging operation. In the current work, cold extrusion was applied and a special forming die set was designed with a stripper subjected to counter-pressure with an aim to obtain a more substantial flange. FEM software DEFORM was utilized to simulate this flange extrusion process with two forming conditions: forming with a fixed die cavity and forming with the stripper subjected to counter-pressure. The results showed the cup preform tended to buckle on its bottom with insufficient counter-pressure. The cup preform would start extruding a flange when critical counter-pressure was reached. The magnitude of the critical counter-pressure increased in flange extrusion of smaller inner diameters. The corresponding overall forming load was greatly reduced as compared to flange extrusion with a fixed die cavity.     

挤压法矫正薄壁焊接圆筒圆度的有限元模拟

提出通过挤压焊缝区金属来矫正薄壁焊接圆筒圆度的方法.借助有限元软件对该方法的矫圆效果进行了模拟,并对其矫正薄壁焊接圆筒圆度的机理进行了分析.模拟结果显示,具有纵缝的薄壁焊接圆筒径向呈“桃形”,尤其两个端部最为显著,经矫圆后,焊接圆筒的不圆度显著改善.利用自制的装置对挤压法矫圆的效果进行了验证.结果表明,对于外径为280 mm、长度为300 mm的2mm壁厚不锈钢焊接圆筒,通过挤压焊缝区金属能够将其端部圆度控制在0.5mm左右.     

异型铜带连续挤压过程的数值模拟研究

利用DEFORM-3D软件对异型铜带的连续挤压扩展成形过程进行三维有限元数值模拟,分析金属的流动规律、速度、应力、应变分布。模拟结果表明,采用常规连续挤压工装模具结构会在产品横截面上产生很大的速度差,中间流速快,两边流速慢。通过对模腔结构的优化设计,使金属流动趋于均匀。在TLJ400连续挤压机上进行了异型铜带的连续挤压工艺试验,试验结果与数值模拟结果吻合良好。     

Pb,Zn和Al在熔点附近的导热系数测试

采用数值方法模拟金属的相变过程、得到了一系列不同热系数下的相界面移动，将实测是面移动曲线与理论相界面移动曲线相对比，以此确定被测金属在熔点温度下的导热系数，用此方法测试了Ｐｂ，Ｚｎ和Ａｌ三种金属的导热系数，所得结果与文献数据吻合较好，一雇中用于测量熔点介于Ｐｂ、Ａｌ之间的金属在熔点导热系数。