轧辊压下量对铜板带连挤连轧的影响

通过采用DEFORM软件模拟铜板带连挤连轧存在微张力时的成形过程,分析了在不同的轧辊压下量下,板带的温度场、等效应力、挤压轮和轧辊扭矩、腔体在Z轴方向上承受的平均载荷和轧制力分布情况。结果表明,增加轧辊压下量,坯料在挡料块、腔体扩展区、模具出口和轧制变形区的温度下降,坯料在模具出口区的等效应力下降,而在轧制变形区坯料的等效应力值增大,轧辊的平均扭矩和轧制力也增大;当轧辊压下量为4mm和6mm时,挤压轮的最大扭矩和腔体在Z轴方向上承受的平均载荷小于轧辊压下量为2mm和8mm时。连续挤压挤出板带尺寸为120mm×10mm,轧辊的压下量为4mm~6mm时,更适合铜板带的连挤连轧。通过试验验证了数值模拟结果的可靠性。     

铜连续挤压的有限体积法数值模拟

对铜母线连续挤压过程的几何模型进行简化,基于MSC.Superforge软件平台,对铜母线连续扩展成形过程进行了数值模拟,确定了压下量为铜杆料直径的25%时为压实轮对铜杆压下量的最佳值,分析了铜连续挤压成形过程中坯料在挤压轮沟槽内的温度分布,指出在铜的连续挤压过程中,坯料的温度上升主要源于坯料的塑性变形.结果显示,铜坯料作用在腔体挡料块上的压力高达528～600 MPa,在坯料镦粗段前偶尔会发生折叠回流,这是造成连续挤压产品表面产生较大气泡和冷拔时断线质量缺陷的重要原因之一.为了避免金属流动造成的产品质量缺陷并提高腔体的使用寿命,应对腔体、挤压轮进行优化设计.     

挤压轮转速对铜镁合金连续挤压成形过程的影响

以TLJ400连续挤压机为原型,基于Deform-3D有限元模拟软件,通过建立铜镁合金连续挤压数值模拟模型,获得了不同挤压轮转速下金属连续挤压成型过程中的温度分布、等效应力分布以及挤压轮扭矩的分布情况。结果表明,随着挤压轮转速的提升,连续挤压成型过程中金属的变形温度不断升高,等效应力值和挤压轮扭矩不断下降。     

基于Deform-3D软件铜扁线连续挤压过程数值模拟

对铜扁线连续挤压的几何模型创建、模拟参数设定、网格划分、步长设定、模拟结果进行研究。结果表明,挤压过程包括压实咬合、填充、镦粗、挤压4个阶段,金属变形剧烈部位主要集中在堵头附近、堵头与挤压轮之间的泄漏处和挤压模定径带附近,同时变形温度较高、等效应变较大;由速度的分布可知,金属在填充阶段流动较快;从挤压轮扭矩图可知,金属在镦粗阶段,当完全填充满模腔及扩展区,挤压轮扭矩值达到最大。     

AZ31镁合金连续挤压过程数值模拟

采用连续挤压方法可以实现AZ31镁合金变形,变形条件是决定AZ31镁合金连续挤压成形的关键因素.利用DEFORM3D软件,模拟AZ31镁合金在250型连续挤压机上生产Φ7mm杆的成形过程,建立AZ31镁合金线连续挤压的刚粘塑性有限元模型,分析了连续挤压成形过程不同阶段的温度,等效应力应变变化.研究表明,变形金属的等效应力最高值出现在压实轮下方;温度最高值出现在型腔内;等效应变最大值出现在模具入口处.模拟结果对生产中制定合适的工艺和工模具的设计起到指导作用.     

挤压轮转速对连续挤压铝锶合金成形及组织性能的影响

采用数值模拟与工艺实验相结合,研究了挤压轮转速对铝锶合金连续挤压成形过程和产品组织性能的影响。通过数值模拟分析了不同转速下坯料的温度、速度和等效应变分布情况以及模具的温度分布规律并利用金相观察和拉伸试验分析了不同转速下实际连续挤压产品的组织性能。结果表明,铝锶合金在连续挤压过程中,坯料进入腔体后,温度开始升高,最高温度和最大速度出现在模具出口处;最大等效应变出现在直角弯曲处。当挤压轮转速由4r·min~(-1)增加到7r·min~(-1)时,腔体内的坯料最高温度由460℃升高到514℃,模具出口处的温度由490℃升高到527℃;产品中Al4Sr相形态由块状变成颗粒状,尺寸减小;抗拉强度由98.7MPa上升到106.9MPa,伸长率变化不大,维持在约11%。     

挤压速度对双坯料连续挤压6063铝合金焊合性能的影响

在双坯料连续挤压过程中,由于两根坯料汇合而形成挤压焊缝.通过显微组织观察、拉伸试验、扫描电镜研究挤压轮转速对6063铝合金焊缝显微组织形貌和性能的影响,并通过有限元仿真分析焊合参数.结果表明,在连续挤压过程中,坯料外表面的氧化物对金属焊合有显著影响,随着挤压速度的增加,等效应变速率明显增加,造成焊合面上的氧化物的破碎程...     

模具入口角度对铜排连续挤压扩展成形的影响

连续挤压扩展成形是一种先进的铜排制造方法,而模具入口角度是影响产品成形的重要因素。根据连续挤压变形特点,采用刚粘塑性有限元法,应用Deform-3D软件,针对模具的不同入口角度进行连续挤压变形过程的模拟。分析了不同模具入口角度对连续挤压各变形区温度、等效应力、等效应变、速度场以及工模具载荷产生的影响。结果表明,在扩展成形阶段,当模具入口角度为15°时,变形金属等效应力分布均匀,拐角处应力集中小,定径带处金属流动速度的均方差最小仅为0.05,挤压轮扭矩和腔体载荷都比较合理,有利于扩展成形。通过试验验证了模拟结果,为连续挤压模具优化设计提供了重要的理论依据。     

连续挤压宽铜带板型不均的缺陷研究

连续挤压技术已成功地应用于宽铜带的生产.但是用连续挤压技术生产的宽铜带还存在一些缺陷,板型不均缺陷是其最主要的缺陷之一.对板型不均缺陷的性能和微观组织进行了分析.结果表明:板型不均的宽铜带尺寸中间厚,两边薄.研究发现,这主要是由于坯料进入扩展腔体后,中间坯料的流动速度快、温度高,导致了宽铜带的板型不均.     

热辊轧制AZ31镁合金带材过程变形规律研究

本文利用有限元软件DEFORM分析了初始厚度、轧辊温度、压下率及轧制速度对热辊轧制AZ31镁合金冷带材过程接触压力、速度、等效应力、等效应变及等效应变速率分布规律。结果表明：热辊对轧件起到了显著加热作用,轧件温度明显升高,表面与心部温差先增加后减小。接触压力在刚端与塑性交界面急剧增加然后降低,进入塑性变形区再次增加至前滑区降低,从入口端到出口端速度和等效应变呈近似S型增加,等效应力和等效应变速率整体变化趋势是先增加后降低。稳态轧制力随初始厚度、压下率和轧辊温度变化呈近似线性变化,随轧制速度增加呈指数增加。初始厚度增加加大了表面和心部变形速度差及等效应变和应变速率的不均匀分布。相比压下率较小时的压缩变形,随着压下率增加剪切变形量增大,且轧辊热量更易传递至心部,变形更均匀。当轧制速度较大时,表面和心部等效应力、等效应变与等效应变速率差值显著增加,不利于均匀性变形。     

Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压有限元模拟

对Ti-6Al-4V钛合金的等通道转角挤压过程进行三维有限元模拟,分析不同的凸模下压速度对等通道转角挤压过程的影响,并结合实际的挤压过程考虑挤压后残留在模具出口通道内的残余试样对挤压下一根试样的影响.结果表明:挤压速度的提高对应力、载荷和温升的影响很大,对应变速率很敏感的钛合金应在有效细化晶粒的前提下降低挤压速度,试验中挤压速度取0.3mm·s-1;残余试样的存在使变形更均匀,但增加了挤压下一根试样时的初始阶段的载荷.     

304奥氏体不锈钢在新型挤压模具下的仿真分析

通过运用设计的3种新型等通道转角挤压模具,结合现有关于等通道转角挤压的研究,对304奥氏体不锈钢材料进行三维有限元模拟,研究了挤压过程中的载荷曲线变化、等效应力以及等效应变分布。结果表明,挤压方式的改变不会影响凸模载荷的大小;同时,对比了3种不同挤压方式下模具的等效应力、等效应变后发现,旋转90°工艺的等通道转角挤压模具的等效应力值最小,使其在转角处发生拉毛的概率最小,对模具损伤也最小,并且其等效应变值最大,对试样的细化效果最好。最后,通过采取点跟踪的方式绘制应变点循迹图,更直观地论述了旋转90°工艺的等通道转角挤压模具更具有实用价值,也为今后开发实用型的等通道转角挤压模具的设计提供了理论支撑。     

等通道弯角挤压变形机理模拟与工艺参数优化

通过等通道弯角挤压工艺 (EqualChannelAngularPressing ECAP)能够获得块状超细晶粒材料 (包括亚微米和纳米材料 )。模具几何形状、摩擦条件等工艺参数对挤压过程具有重要影响。本文应用作者自主开发的商品化软件 ,通过大量的有限元模拟 ,研究了过程参数对挤压件变形分布、挤压载荷的影响规律 ,给出了不同模具拐角和圆心角对ECAP挤压件变形区产生的累积等效应变、等效应力和载荷 行程曲线的影响 ,为优化模具形状和获得所要求的挤压件变形分布提供了大量有效的结果和规律。     

双凸模差速挤压方形弯曲管件工艺过程有限元模拟

提出通过控制不同凸模的压下速度并调节挤压管件的弯曲曲率,实现弯曲管件一次性挤压成形的新方法。采用有限元法模拟了弯曲管件双凸模差速挤出过程,分析了双凸模挤压过程速度场分布、材料流动规律、挤压力、应力场和应变场的分布。     

大口径榴弹弹体成形工艺改进及工艺装备设计

分析了传统的大口径榴弹弹体热挤压成形工艺在工序流程、产品质量、生产效率、成本控制和装备安全性等方面存在的不足,并提出了改进方案,将弹体生产过程分为压型、缩径-反挤压、首序收口和次序收口4个工序。以某型Ф155 mm口径榴弹弹体为研究对象,基于有限元模拟软件DEFORM-3D,利用改进后的工艺对弹体成形过程进行了数值模拟,获得了金属的流动状态和各工序中温度场、应变速率场、等效应变场的分布特性以及载荷的变化规律。最后提出了压型、缩径-反挤压工序的组合工艺装备以及两道次收口工序的组合工艺装备的设计方案,新的装备设计方案可为弹体成形装备的升级换代提供参考。     

无内胎钢制车轮辗环成形新工艺及其数值模拟

提出了一种无内胎钢制车轮成形新工艺,其工艺流程为:下料-加热-制坯-辗环-后处理.其中环件毛坯形状决定了辗环工序的变形程度及金属流动状态,从而对工艺成败具有决定性的影响.运用ABAQUS大型通用有限元软件,分析不同毛坯形状对辗环成形过程、辗压力、应力及应变分布情况的影响,通过对计算结果的对比分析,得到合理的成形工艺方案.     

Effect of extrusion wheel angular velocity on continuous extrusion forming process of copper concave bus bar

The continuous extrusion forming process for producing large section copper concave bus bar under different extrusion wheel angular velocities was studied by three-dimensional finite element technology based on software DEFORM-3D. The rigid-viscoplastic constitutive equation was employed in the model. The numerical simulation results show that the deformation body flow velocity in the die orifice increases gradually with the increase of the extrusion wheel angular velocity. But slippage between the rod and extrusion wheel occurs when the extrusion wheel angular velocity is high. The effective stress near the die orifice enhances gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. High stress is concentrated in adjacent regions of the flash gap. The effective strain gradient is greater near the abutment than that near the die orifice. The effective strain of the product increases gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. In the deformation process, the deformation body temperature increases remarkably due to friction and deformation. So the cooling is necessary in the region of the die and tools.     

螺旋通道长度对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭变形的影响

针对等径角挤压和挤扭两种工艺的不足,在充分发挥各自优势的基础上,提出了一种新型的大塑性变形工艺——等径角挤扭(Equal Channel Angular Pressing and Torsion,ECAPT)。采用DEFORM-3D软件对纯铝粉末多孔材料等径角挤扭成形过程进行单道次三维有限元模拟,重点分析螺旋通道长度对变形试样挤压载荷、等效应变、致密行为等场量变化规律的影响。结果表明,相比于传统的ECAP变形,ECAPT工艺螺旋通道的存在,可大大增加变形试样内部的静水压力;合理的螺旋通道长度,可有效提高变形试样的累积应变量和应变分布均匀性,显著改善变形试样的整体致密效果。文章在综合考虑最优数值模拟结果的基础上,自行设计了螺旋通道长度为30mm的ECAPT模具,并进行了相关实验验证,证明了所建立有限元模型的可靠性。     

不同工艺参数对大口径厚壁无缝钢管垂直挤压过程的影响

针对火电、核电设备使用的基础构件大口径厚壁无缝钢管,利用有限元模拟软件Deform-3D对钢管的垂直挤压过程进行数值模拟,通过改变挤压比、凹模锥角等参数对其等效应力、等效应变、温度场及载荷进行分析。结果表明:随着挤压的进行,坯料等效应力、等效应变及载荷都是先逐渐增加后趋于平稳;随着挤压比以及凹模锥角的变化,等效应力、等效应变及载荷也发生不同程度的变化;并且当挤压比为6、凹模锥角为30°时最有利于坯料的成形。     

Properties inhomogeneity of AM60 magnesium alloy processed by cyclic extrusion compression angular pressing followed by extrusion

A new severe plastic deformation (SPD) technique for improvement of the metallurgical properties of the magnesium alloys is presented. In this process, a cyclic extrusion compression angular pressing (CECAP) process is followed by an extrusion step in the outlet playing the role of additional back pressure. Therefore, more uniform and enhanced mechanical properties are expected in comparison with equal channel angular pressing (ECAP). In order to evaluate the effectiveness and capabilities of this new method, an AM60 magnesium alloy was processed. Finite element results exhibited a significant increase in strain values as well as uniform strain distribution for the new method. In addition, ~110% increase in compressive stress was observed in new method compared to the conventional ECAP. Experimental results revealed a noticeable increase in the hardness and strength of the specimens processed by the new technique as a result of the formation of finer grains and more homogeneous microstructure with good distribution of refined β-phase along the boundaries. It may be concluded that the new process is very promising for future magnesium alloy products.