AZ91镁合金管材分流模挤压工艺正交优化

基于正交试验优化设计,以提高模具出口处坯料变形均匀性为目标,通过DEFORM-3D有限元平台,对AZ91镁合金管材分流模挤压工艺过程进行了数值模拟。结果表明,影响AZ91镁合金管材变形均匀性的因素主次顺序为:焊合室深度工作带长度挤压速度挤压温度,最佳的因素水平组合为挤压温度460、挤压速度5mm/s、工作带长度3mm、焊合室深度15mm。     

镁合金管材静液挤压过程影响因素分析

针对扩展挤压和收缩挤压镁合金管材的问题,使用Deform-3D有限元软件,应用正交试验对AZ80镁合金在不同的模具角度、定径带长度、坯料温度、模具温度、挤压速度的条件下进行了静液挤压数值模拟研究。通过分析数值模拟结果,得出了使挤压力最小的最优工艺参数。结果能为镁合金管材静液挤压工艺参数的优化设计提供依据。     

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.     

基于数值模拟的大长径比筒形件正挤压成形工艺研究

基于DEFORM-3D数值模拟软件,以某深孔汽缸为研究对象,建立了大长径比筒形件正挤压成形的有限元仿真模型,研究入模角α、凹模圆角r、定径带长度h、挤压速度v等工艺参数对金属塑性变形的影响;以挤压力峰值Lmax、坯料损伤峰值Dmax和凹模磨损量W为优化目标,进行正交试验方案设计,分析各工艺参数对优化目标的影响规律,获得较合理的工艺参数组合。研究结果表明,当入模角α=90°、凹模圆角r=3 mm、定径带长度h=20 mm、挤压速度v=10 mm/s时,可有效降低挤压力峰值和凹模磨损量,保证了零件的成形质量与模具的使用寿命。     

AZ91D镁合金棒材挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得AZ91D镁合金的应力应变曲线。采用刚塑性有限元法对AZ91D镁合金棒材挤压过程进行热力耦合数值模拟,分析了变形温度与挤出速度对挤压力和等效应变变化情况的影响。模拟的结果表明：在25∶1的挤压比下AZ91D镁合金的挤压温度为400℃,挤出速度为12.5 mm/s。     

AZ61镁合金半固态触变挤压成形工艺研究

设计并制造触变挤压模具.进行了高固相率半固态AZ61镁合金触变挤压和常规挤压实验,研究了不同成形工艺参数对变形力的影响.结果表明,在触变挤压变形时,挤压温度越高,变形力越小;挤压速度越快,变形力越大.采用建立的半同态AZ61镁合金的本构关系,对半固态AZ61触变挤压成形进行了数值模拟,通过对触变挤压实验和数值模拟结果的对比可知.二者拟合的较好.     

AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化

通过等温挤压和金相观察,研究了AZ31和AZ91镁合金不同变形条件下的挤压性能和变形后的微观组织变化。结果表明,AZ31镁合金的挤压变形性能较好,而AZ91镁合金在挤压比为4∶1、挤压温度为400℃,以及在挤压比为9∶1、挤压温度为350℃和400℃时,挤压后的试件表面均出现了裂纹;AZ31镁合金的最佳成形温度为300℃～400℃,AZ91镁合金的最佳成形温度为300℃～350℃;镁合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压之后合金的晶粒显著细化。     

P91厚壁管热挤压模具参数优化设计

利用正交试验,通过有限元模拟研究了P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数及初始温度的合理取值范围。选取挤压角角度α、过渡圆角半径R1、过渡圆角半径R2、定径带长度h、挤压模初始温度T为研究对象,以挤压模工作表面应力分布-sds、挤压模所受最大载荷Lmax、模口处金属流速均方差Fsdv为考核标准,展开了基于有限元模拟的正交试验研究。结果显示,P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数与初始温度的合理取值范围为:挤压角角度选取45°～55°、定径带长度h选取90～120 mm、过渡圆角半径R1选取70～90 mm、过渡圆角半径R2选取100～120 mm、挤压模初始温度T选取250～350℃。最后,利用缩比热挤压成形试验验证了模具型腔参数与初始温度取值范围的合理性。     

AZ80镁合金锥形件内环筋挤压成形工艺参数研究

镁合金锥形件内环筋通过旋压无法形成高筋。因此,提出斜楔加载整体成形工艺。通过DEFORM-3D软件模拟了AZ80镁合金锥形件内环筋成形过程,采用正交试验法分析了反挤成形过程中挤压温度、挤压速度、分瓣凸模圆角半径对成形过程中最大载荷和平均应变的影响,并对金属流动和等效应变规律进行了分析。结果表明:AZ80镁合金锥形件内环筋的最佳成形温度为410℃,最佳挤压速度为2 mm/s,最佳分瓣凸模圆角半径为55 mm。通过实验,环筋部位填充饱满,零件达到使用要求。     

小规格TiNiNb管材的反向挤压成形工艺参数

针对44 mm×10.5 mm小规格Ti Ni Nb管材反挤压成形试验的工艺参数确定和模具设计问题,采用有限元热力耦合数值模拟和单因素轮换法,分析在满足制件成形质量(挤出温度低于共晶熔点)的前提下,挤压力与凹模模角和定径带长度、凹模和挤压筒温度、毛坯初始温度、挤压速度及摩擦因子等工艺参数和模具结构参数之间的关系,确定影响挤压力的主要工艺参数和模具结构参数分别为凹模模角、初始坯料温度、挤压速度和摩擦因子,并给出上述参数的取值范围。通过基于数值模拟的正交试验方法,得到了主要工艺参数和模具结构参数的最佳组合,即在保证润滑效果的前提下,取凹模模角110°、毛坯初始温度为950℃、挤压速度为50 mm/s。利用铅和45号钢毛坯在6.5 MN多向模锻挤压液压机上进行了验证实验。     

AZ80镁合金塑性变形行为及等温挤压过程仿真

在温度为400℃～450℃、应变速率为0.01s-1～50s-1变形条件下,研究了AZ80镁合金的塑性变形行为,讨论了变形温度及应变速率对该合金热变形行为的影响,分析了该合金管材等温挤压的有限元模拟。研究发现,AZ80镁合金晶粒大小随温度的升高而增大,随应变速率的升高而减小;在高温变形时,发生连续动态再结晶,再结晶组织相对较均匀;通过调整挤压速度2mm/s～1mm/s,使该合金挤压出口温度维持在400℃～430℃较小范围内波动,从而保证制品的组织性能和尺寸精度的稳定。     

挤压速度和电磁铸造锭坯对AZ31镁合金板材组织和性能影响

文章研究挤压条件下挤压速度和电磁铸造锭坯对挤压态AZ31镁合金板材组织和性能的影响。研究结果发现,挤压速度比较低时,板材晶粒尺寸小,板材的表面质量比较好;随着挤压速度的降低,抗拉强度、屈服强度和延伸率都有一定的提高。由于镁合金是HCP的晶体结构,同时对挤压速度非常敏感,对变形均匀性影响比较大,因此造成挤压板材的内外晶粒大小不均。在电磁场的作用下,溶质在晶内的固溶度增大,同时晶粒大小也比常规铸造的细小,因此电磁铸造的锭坯经挤压机挤压后,挤压板材的晶粒尺寸比较细小,且强度和塑性都有所提高。     

挤压高强度AZ91D镁合金管材的研究

针对挤压变形得到的高强度AZ91D合金管材进行了组织分析,探讨了其强化机制。实验得出,在温度为430℃、应变速率为0.033s-1、挤压比为12时AZ91D镁合金挤压管材(T6)的抗拉强度可达417.2MPa,远远高于压铸镁合金及AZ31等常用变形镁合金;除细晶强化外,第二相强化、亚晶界析出强化和堆垛结构强化为其主要强化机制。     

Extrusion of 7075 aluminium alloy through double-pocket dies to manufacture a complex profile

Low-temperature incipient melting and high deformation resistance of aluminium alloy AA7075 place extraordinary demands on extrusion die design and process optimization, especially when the shape of the extrudate is complex. The present case study was aimed at combining the considerations on die design and process optimization for the alloy to manufacture a complex solid profile with large differences in wall thickness, by means of 3D FEM simulation and experimentation instead of the traditional trial and error approach. The effects of die bearing length and extrusion speed on extrudate temperature and extrusion pressure were predicted. The results of the simulations clearly indicate that for AA7075 extrusion speed has a strong effect on extrudate temperature and the latter largely determines the surface quality of the extruded profile. A longer die bearing allows more heat to dissipate from the extrudate to the colder die and leads to a greater extrudate dimensional accuracy. The effects of die bearing length and extrusion speed on extrusion pressure are however insignificant. Thus, the extrusion throughput is mainly limited by the extrudate temperature rather than extrusion pressure. The case study demonstrates that 3D FEM simulation is a viable predictive tool for both die design and process optimization and the approach is applicable to the extrusion of other alloys for any other extrudate shapes.     

压铸镁合金AZ91D高周疲劳性能研究

研究了压铸镁合金AZ91D在应力比R=0．1条件下的高周疲劳性能。结果表明：AZ91D压铸镁合金的室温条件疲劳强度在应力比R=0．1时大约相当于其抗拉强度的44％；AZ91D合金内部的一些缺陷如夹杂等，容易引起应力集中，从而导致裂纹的萌生；AZ91D合金的疲劳断口可以观察到3个典型区域：疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。疲劳裂纹扩展区的疲劳裂纹不明显，疲劳断口呈现出准解理断口的形貌。     

Numerical simulation of temperature field of AZ91D magnesium alloy during equal channel angular extrusion

The temperature field of AZ91D magnesium alloy extruded by equal channel angular extrusion (ECAE) has been simulated using finite element method (FEM). A series of tests were designed to obtain the simulation parameters: flow stress of AZ91D, friction factor and heat transfer coefficient. The simulated temperature agrees well with the measured one. The evolution of temperature and influencing factor was discussed in details. Furthermore, the extrusion pressure of ECAE was analyzed.     

半固态AZ91D镁合金压铸过程的数值模拟

采用机械搅拌方式研究了半固态AZ91D合金的流变特性,并根据实验数据,拟合出剪切速率为238s-1时,半固态AZ91D合金的固相体积分数和表观粘度之间的关系式。从流体力学的角度,采用数值技术对半固态AZ91D镁合金的压铸过程进行了研究。数值模拟结果表明,半固态浆料温度为550℃、模具温度为300℃、压铸速度为1m/s时,该文所设计的压铸件的压铸过程能很好地进行。同时,该研究工作能为分析压铸成形过程提供有益的信息。     

AZ31镁合金薄壁管挤压成形过程有限元模拟

采用Gleeble-1500热-力学模拟试验机进行等温压缩实验所得AZ31镁合金应力--应变数据,建立材料变形的数学模型,拟合出材料温成形应力--应变曲线.应用有限元法模拟AZ31镁合金薄壁管的挤压成形,坯料的成形流变性能按其数学模型施加于MSC-Superform的材料库中,其中着重探讨AZ31镁合金挤压成形过程中,温度、速度、润滑以及模具形状等因素对金属流动的影响,为管类零件挤压成形工艺提供科学的依据.