水平V型锥面砧改善轴类锻件异向性的研究

水平V型锥面砧为横向性能有要求的轴类锻件提供了一种拔长锻造方法,通过改变工具形状、控制纤维流向的方法,来提高轴类锻件横向力学性能,改善异向性.本文进行了水平V型锥面砧与上平砧-下V砧拔长矩形截面坯料锻造的对比试验,通过对比两种锻造方法拔长锻件的纵向、横向力学性能,证实了水平V型锥面砧锻造法达到了普通锻造方法难以实现的锻造效果--轴类锻件力学性能的异向性明显改善,即水平V型锥面砧拔长的锻件同部位屈服强度、抗拉强度和延伸率的横向与纵向之比均在1.0附近变化.     

大法兰侧轴锻件热加工工艺研究

针对大法兰大截面差电机侧轴锻件，分析了整体自由锻工艺的弊端，通过研究锻件成形机理及锻造过程，采用胎模锻+自由锻成形相结合的工艺方案，使锻件具有更优良的锻造流线，提高了原材料利用率、避免了自由锻产生的锻造缺陷问题；合理选择材料的热加工工艺控制参数，锻件生产检验各项指标优异。     

特大型吊钩胎模锻造成形技术

针对1000T系列特大型吊钩锻件质量重、截面大、采取整体锻造成形且技术要求严格的问题,研究了锻件成形机理及过程,合理选择工艺控制参数,提出了胎模锻+自由锻成形相结合的工艺方案。在自由锻拔扁阶段,提出了纵向和横向相结合的锻造方法,最后通过生产试验,验证了其合理性。     

某型机7B04铝合金接头锻造工艺优化

为解决某型机7B04铝合金接头锻件强度偏低、锻造工序多的问题,基于DEFORM数值模拟软件,对某型机7B04铝合金接头锻造过程进行研究。结果表明:通过优化模具阻力墙,使金属沿纵向和横向的流动更加均匀,可以保证锻件高筋条部位的充填完整;同时,优化了金属纵向与横向流出的占比,与传统锻造工艺的终锻火次工序相比,沿横向流出金属与沿纵向流出金属比例从4∶1优化至3∶2,实现了一火次锻造成形。采用优化工艺的试制结果与数值模拟结果吻合良好,锻件纵截面与横截面的金属流线均匀,锻件的抗拉强度、屈服强度有明显提升,均满足产品性能指标,并且抗拉强度和屈服强度富裕量均超过20 MPa。     

GH4169合金细长轴锻件局部锻造成形工艺研究

研究了GH4169合金细长轴类锻件局部锻造成形工艺,分析了锻件不同部位的组织演变规律。结果表明,为了避免加热过程晶粒的快速长大,提高不同变形区域内组织的均匀性,合金锻造加热温度应为970℃,整体加热方式能够避免局部加热时魏氏组织的形成。通过分析细长轴类锻件成形工艺特点及锻造难点,并充分利用合金的热加工工艺特征,采用卧锻机局部镦锻成形工艺成功制备出长度超过850 mm的GH4169合金细长轴类锻件,且锻件晶粒尺寸与δ相分布整体上呈现较为均匀的特征。     

不同型砧下大型轴类锻件倒棱滚圆过程的数值模拟研究

根据大型轴类锻件的锻造特点,针对平砧、90°V砧和120°V砧分别确立了每种型砧下大锻件的倒棱滚圆锻造工艺,并运用Deform软件对多工步锻造过程进行数值模拟,得到了不同型砧下大锻件倒棱滚圆成形后的尺寸精度和锻件内部应力应变状态。模拟结果表明,运用120°V砧倒棱滚圆可以得到成形质量和力学性能最佳的大型轴类锻件。     

水平V型砧锻造大型轴类锻件的数值模拟和实验

水平V型砧锻造法,可以通过控制锻件金属的流动方向减少轴类锻件力学性能的异向性,在锻件内部应力状态、金属纤维组织、锻件的整体性能、宏观几何形状等方面都优于普通平砧锻造法。采用有限元分析方法,对水平V型砧锻造法进行了数值模拟,结果显示,采用水平V型砧锻造法时,在砧宽比为1.0和料宽比为0.5的条件下,锻件心部的横向应力都处于压应力状态,而采用普通平砧锻造法使用相同工艺参数时,则会出现不利的拉应力状态。这表明水平V型砧锻造法比普通平砧锻造法在控制轴类锻件的横向应力上更有利,有更广泛的工艺参数范围。     

矩形截面件径向锻造工艺优化

对于矩形截面件径向锻造问题,目前尚没有相应的锻造载荷、锻造功率和锻件质量相关的计算模型,以及工艺规划的标准。根据径向锻造变形特点,将平面变形条件下锻造载荷公式推广到矩形截面件锻造载荷计算,将预测圆截面件径向锻造锻透率的三角形法则推广到矩形截面件并进行了修正,提出一种锻造功率计算模型,计算误差都在10%左右。然后采用多目标加权的方法,将锻造效率、锻件质量和锻造载荷模型转化成单一的优化目标函数,对道次、压下率和送进率等工艺参数进行优化;同时,采用4个工艺实例验证了工艺优化算法的优化和评估能力,并最终将工艺优化算法写入软件,应用到径向锻造自动化生产过程。     

有限元模拟技术在主体锻造工艺设计中的应用

采用Forge 2D/3D锻造有限元模拟软件,模拟和分析了大型锻件主体的锻造环境和变形过程;讨论了锻件温度、模具设计、锻造设备等因素对锻件成形的影响;分析了锻造过程中锻件应力应变、金属流动规律、缺陷预防、金属流线、锻件最终几何形状等因素;确定了下料重量、锻造能量、锻造火次、模具设计等锻造工艺设计中的重要参数,为实际生产中锻造工艺的制定提供了依据。     

一种连接传动件的锻造工艺仿真及优化

以一种连接传动件为研究对象,针对现有工艺锻造产品质量差、使用期限短的问题,通过Deform11.0对锻件的成形工艺进行了仿真研究。结果显示,锻件外形虽成形完整,但在预锻工序中出现了金属对流现象,导致了折叠缺陷的产生,从而影响锻件的成形质量。为此,对预锻件的形状进行改进,设计了两种方案,分别进行了预锻、终锻的成形模拟验证,并比较了两道工序的锻造成形力。研究表明：改进后的方案能够改善金属的流动情况,解决对流引起的折叠缺陷;此外,方案2需要的锻造成形力更小,能够减小模具的负载。最终基于方案2进行了锻造试验,得到的连接传动件的成形外观好、切断截面锻造流线连续、无金属折叠缺陷、各尺寸检验合格,达到了工艺要求。     

大角度盆状TC6钛合金锻造成形研究

介绍了通过饼坯+胎模成形大角度盆形锻件的近净成形锻造方案,并对方案进行了模拟验证、生产试制。试验结果表明：对于大角度盆形锻件采用饼坯+胎模成形的近净成形方案,可获得流线及组织性能良好的锻件。检测结果表明：锻件内部未见缺陷及清晰晶,流线沿锻件外形分布,无穿流和涡流,高倍组织为典型的等轴组织,β相基体均匀分布初生α相,初生α相含量约为40%,晶粒细小且均匀,各项性能检测结果均满足要求且有一定富余量。该方案的生产验证了TC6大角度盆形锻件的生产新模式,既能保证产品质量又能节约生产成本,还能充分挖掘设备生产能力,创造更好的经济效益,对类似产品成形有一定的指导作用。     

转向节锻件枝丫结构淬火裂纹形成机理

通过对42CrMo钢转向节锻件宏观结构分析和裂纹区域微观组织分析,结合锻造、淬火工艺的数值模拟,研究了淬火裂纹产生的原因。结果表明,转向节形状复杂,截面变化剧烈,淬火时易在单枝与高耳结合部位产生应力集中,且该处的结构尺寸处于危险敏感尺寸范围内,导致更容易形成横向裂纹。同时金属流线方向与单枝长度方向平行并存在沿金属流线方向的夹杂,导致纵向力学性能低,易产生纵向裂纹。     

LC4超高强度铝合金轮毂的成形工艺研究

根据LC4超硬铝合金的化学成分和在温挤成形中的特点,铸锭先挤压再进行锻造的模锻件的组织、性能要比铸锭直接锻造的模锻件有明显改善.增加挤压工序,将毛坯由铸造组织变成变形组织,此后再进行自由锻造和模锻变形,这是提高性能的重要前提.因为铸锭经过一次大的挤压变形,形成比较均匀的纤维组织,即制品的纵向力学性能得到明显提高.针对某型大直径复杂截面的铝合金轮毂的服役要求,对该轮毂的成形工艺进行了阐述.     

轻卡汽车转向节锻造成形过程的有限元分析

汽车转向节锻件由三部分组成：杆部、法兰和头部的叉形。其特点是杆部细长．法兰高宽较大且有时为异型面．头部的叉形与杆部中心线偏转一小角度α且形状复杂．为典型的复杂叉形件,其成形难度较大。这样的结构特点,使该零件的锻压成形工艺成为汽车行业中的难题。如果按锻造设备种类来分,目前国内转向节锻造工艺有两种．一种是在压力机上锻造成形（简称机锻）,该工艺技术先进．锻件质量较好,生产效率高．可实现自动化生产。     

基于Deform-3D的齿轮箱输出轴锻造成形研究

大型齿轮箱输出轴属于大型轴类锻件.针对某齿轮箱输出轴锻造质量不高的问题,提出了两次镦拔成形工艺,并运用有限元软件Deform-3D对其锻造工艺进行了数值模拟.结果表明,采用两次镦拔工艺,可以得到质量更佳的输出轴锻件.     

汽车转向节精锻工艺设计与锻造主机选型

典型异形转向节的轴径细长、截面形状差异较大,由于具有负拔模角,主要采用卧锻成形方式,而现有的卧锻成形工艺产品质量难以保证,并增加了自动化生产的困难。针对该异形转向节的结构特点和成形难点,提出了由"镦粗—压扁—预锻—终锻"4个锻造工序构成的异形转向节精锻工艺,并对该工艺进行了模拟仿真。模拟结果显示:镦粗和压扁工序将材料进行了预分配,为细长的轴杆部和粗大的盘部和叉形件处提供了后续成形的材料量;预锻和终锻工序分别完成锻件的主体锻造以及圆角和局部的充填,工艺设计合理,锻件填充饱满。依据模拟分析结果,并结合锻造工序与压力机的设备特点,提出了适应该类转向节自动化锻造生产的主机类型和主机吨位。     

基于计算机模拟的工字形截面锻件流线缺陷的优化及试验验证

工字形截面锻件可以有效提高锻件强度、韧性和材料利用率。在其成形过程中,工艺参数选取不当会使锻件产生流线缺陷。针对工字形截面锻件成形缺陷,采用田口设计及计算机模拟相结合方法对锻件成形过程进行了优化。通过信噪比分析得出了最优参数组合。最后,通过生产试验对所得优化参数组合进行了验证。     

深孔带中间法兰锻件的锻造

深孔带中间法兰锻件由于孔深、壁薄且中间部位带法兰,因此锻造成形难度极大。设计了一种浮动模架,利用弹簧驱动上浮动模座,在螺旋压力机上通过两道成形工步生产深孔带中间法兰锻件。制定了成形工艺,第1工步预锻局部成形,第2工步终锻采用浮动模座热挤压深孔成形。分析了弹簧设计对锻造工艺的影响,选择了合理的弹簧压缩变形量。采用设计的工艺和设备生产该锻件并进行质量检验,结果表明,生产出的产品外形尺寸和粗加工后各尺寸符合图纸规定要求,纤维流线连续流畅,晶粒度达到7级左右,力学性能参数满足用户要求。     

一模两件锻造的探讨和应用

对简单锻件、截面差变化较大锻件和带落差锻件等3类锻件进行了一模两件锻造分析、计算和设计。根据3类锻件的特点,对锻造所需设备进行了吨位的计算及合理地排列,总结出了灵活运用一模两件锻造的一般规律和方法。一模两件锻造与传统的锻造工艺相比,有提高模具寿命、提高生产效率、节约生产成本等优点。     

17Cr2Ni2Mo齿轮轴锻造工艺研究

通过控制原材料、锻造变形过程工艺参数和锻后热处理方法,满足大截面、大吨位轴类锻件的中心压实要求,保证了锻件内部质量,生产出合格的17Cr2Ni2Mo渗碳高速重载驱动齿轮轴。