台阶式凸模精冲工艺分析及数值模拟

采用平面压板的无齿圈精冲,可以有效降低模具制造成本,提高精冲材料利用率。但采用常规平面压板精冲很难获得较好的冲裁面质量。文章对常规平面压板精冲模具进行改进,通过采用台阶式凸模结构实现无齿圈精冲;采用DEFORM 2DTM软件对C20E-EN钢圆盘的台阶式凸模精冲过程建立轴对称模型进行有限元模拟,分析凸模台阶高度、台阶宽度和冲裁间隙等工艺参数对零件冲裁面光洁带高度和塌角高度的影响规律,获得了相对最佳工艺参数的配合方式。将模拟结果与台阶式凸模精冲实验结果进行比较表明,模拟结果和实验结果具有较好的一致性。     

温挤压凸模的损坏及预防

分析了温挤压凸模的损坏形式及其原因,针对不同的损坏形式阐述了各自应采取的有效预防措施。     

不同挤压次数下板料挤压凸模磨损规律研究

通过板料挤压凸模磨损实验,获取不同挤压次数下凸模的磨损轮廓数据,并以此建立凸模磨损模型。采用Deform磨损模块进行有限元模拟,得到各阶段凸模表面磨损深度分布情况。通过对比分析,研究了挤压次数、凸模表面轮廓以及磨损系数对凸模磨损的影响。研究结果表明:板料挤压过程中,初始阶段凸模的磨损比较大,随后凸模的磨损较为平缓;当挤压到一定次数后,由于多种磨损机制的共同作用,会使凸模磨损突然加剧,然后又趋向平缓;凸模刃口区域磨损最严重,凸模端面区域次之,凸模侧面区域最小;可以用磨粒磨损的方式表征不同挤压次数下凸模端面、刃口和侧面的磨损。     

板状带凸台件的精冲-挤压复合成形分析及工艺设计

总结了半冲孔型、挤压型和模锻型3种典型板状带凸台件的成形类型和特征,并以其中最具代表性的挤压型凸台作为研究对象,分析了板件挤压与正挤压在成形方面的区别,通过分析挤压型凸台成形过程中出现顶部凸起、底部缩孔、根部裂纹和外围凸包4种常见缺陷的原因,进一步提出了相应的解决措施。根据板件挤压凸台成形力的影响因素建立了计算板件挤压凸台成形力的经验公式。给出了在模具尺寸设计时,不同凸台相对高度下的挤压凸台底部孔直径的参考值;指出了凹孔直径即凸模直径越大,则成形力越大,对模具寿命不利。     

轴承套圈挤压凸模失效分析及改进措施

针对目前大多轴承厂家的套圈的冷挤压过程中,凸模头部损坏非常突出的情况,对各工艺作出具体的分析,并提出解决措施。     

铝镁双金属复合棒材反向等温挤压微观组织演化机理

针对铝镁双金属复合挤压工艺,探究棒材挤压过程中材料流动特性及微观组织演变规律。通过热模拟压缩试验得到不同温度下纯铝和镁合金的流变曲线,建立纯铝和AZ31镁合金的组织演化热力学模型并进行计算。研究发现双金属挤压过程中铝镁界面处材料流动速度相差较大,铝表层局部应变在进入模具工作带前达到临界值,摩擦热促使晶粒严重长大,产生粗晶:通过EBSD扫描结果可知交界面层从Al至Mg的相组成依次为Al、Al3Mg2、Al12Mg17、Mg,沿速度方向层状分布,与数值计算结果相符。通过与试验对比验证,晶粒尺寸计算的平均误差为17%,计算发现在温度满足热变形的条件下,材料应变对挤压复合材料的晶粒度影响较大,应变的增大促进再结晶致使晶粒尺寸增大。     

用有限元法研究反挤压凸模的应力分布

本文采用有限元法研究了反挤压凸模的应力分布，确定了在简单压缩条件下影响冲头失效的应力因素。并对组合式凸模的应力分布进行了分析，认为在简单压缩条件下，组合式凸模较整体凸模有较大的优越性。     

内花键反挤压凸模断裂分析及改进措施

针对内花键反挤压成形时出现的凸模断裂问题,通过对凸模进行断裂分析,得出断裂的原因为:内花键成形时挤压力较大,阶梯凸模圆角过渡处应力集中,该部位等效应力值为3800 MPa,超过凸模材料ASSAB88的抗弯强度3500 MPa,从而导致凸模在该处产生脆性折断。为避免凸模的早期失效,提出采用组合凸模来避免阶梯凸模圆角过渡处的应力集中问题,数值模拟结果显示,组合凸模工作时无应力集中,成形部分等效应力值约为3150 MPa。生产实践表明,组合凸模可避免凸模的早期失效。     

反挤压凸模服役过程硬度变化及失效分析

通过45钢杯形件的反挤压,获取了H13钢凸模服役过程中所受的交变温度及交变应力,记录了凸模服役过程中宏观形貌,分析了模具工作表面至模具心部的硬度变化规律。结果表明:凸模在服役过程中承受280～480℃的交变温度和0～537MPa交变载荷的共同作用;工作表面硬度由540 HV1逐渐下降至285 HV1,发生软化,表层距心部5 mm内软化明显;服役后表层组织发生回复再结晶,板条组织粗大,凸模表层软化,造成凸模前端发生塑性变形。     

粉末高温合金挤压变形组织及变形机理研究

挤压能够提高材料的力学性能,改善材料的组织状态,并为后续的变形提供性能优良的坯料.本文通过对粉末高温合金(FGH96合金)挤压变形,获得了组织良好的挤压棒材.采用徕卡DMLM显微镜对显微组织进行了观察分析,结果表明:挤压变形后,FGH96合金的原始颗粒边界得到了破碎,再结晶后获得了细小、均匀的等轴晶,晶粒尺寸为3μm～10um.通过对γ'相的分布和形貌观察,结果表明:挤压变形后,γ'相得到了破碎,并均匀分布在晶粒边界.同时,采用JEM-2010EX透射电子显微镜(TEM)对挤压试样的塑性变形机理及规律进行了观察研究.     

超细薄壁镁合金管挤压成形工艺及微观组织

对镁合金管件挤压成形工艺进行了实验研究,确定了其成形工艺参数.分析了镁合金管件在400℃挤压成形时微观组织的变化,挤压比(变形程度)对管件微观组织的影响.实验结果表明,热挤压加工可有效地细化镁合金的组织,随着挤压比的增大,挤压管件的晶粒明显变小.     

半固态挤压成形ZCuSn10铜合金的微观组织研究

对采用冷轧-重熔应变诱导熔化激活法制备的ZCuSn10铜合金坯料进行了半固态挤压成形和组织演变分析,研究了ZCuSn10铜合金的半固态挤压成形性。结果表明,采用冷轧-重熔法制备的ZCuSn10铜合金坯料具有均匀、细小颗粒的半固态组织,在960℃保温25min后挤压成形可获得表面光洁、组织细小、分布均匀的挤压件。     

低温ECAP挤压Cu-Zn合金微观组织与力学性能研究

采用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射及拉伸测试方法,研究了低温等通道(ECAP-LT)变形Cu-Zn合金微观组织与力学性能的变化规律。结果表明:Cu-Zn合金经低温ECAP挤压后,形成了纳米孪晶。随着层错能的降低,平均晶粒尺寸逐渐减小(~200 nm),纳米孪晶密度增大;显微硬度、屈服强度和抗拉强度逐渐提高,均匀伸长率呈现增大趋势。屈服强度与晶粒尺寸的关系符合典型的Hall-Petch方程。     

AZ80镁合金开口凸模旋转挤压过程中的空洞演化研究

针对镁合金材料中存在的空洞问题,利用DEFORM-3D有限元软件对AZ80镁合金开口凸模旋转挤压过程中的空洞演化进行了数值模拟,研究挤压速度和旋转速度对球体型空洞缺陷演化的影响,得到空洞闭合的临界条件。结果表明:挤压速度(取值范围为0. 05～5 mm·s~(-1))小于0. 5 mm·s~(-1)时,挤压速度越大,空洞闭合速度越快,空洞闭合所需临界压下量越小;挤压速度大于0. 5 mm·s~(-1)时,挤压速度越大,空洞闭合速度越慢,空洞闭合所需临界压下量越大;旋转速度(取值范围为0. 04～0. 4 rad·s-1)越大,空洞闭合速度越慢,空洞闭合所需临界压下量越大。通过分析变形过程中空洞周围的应变场,提出当空洞周围的等效应变达到0. 453或者更大值时,空洞闭合。在Gleeble-3500热模拟机上进行物理实验,验证了模拟结果的可靠性,为进一步的实验研究提供指导。     

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。     

汽车等速万向节滑套反挤压工序分析及凸模结构优化

以反挤压工序为研究对象,基于Deform-3D平台,设计了3种不同形式的反挤压凸模,分别进行了数值仿真,并比较了滑套的成形情况以及各凸模结构的磨损深度。为了使反挤压凸模的寿命最大化,通过响应面法建立了凸模工作带高度、凸模前端锥角、凸模顶部球面半径与凸模磨损深度的二阶多项式模型。结果表明：凸模前端锥角对凸模磨损的影响最显著,而凸模顶部球面半径的影响最小;凸模的最优参数为：工作带高度为17.5 mm、前端锥角为19°、顶部球面半径为13.5 mm。最后对凸模的寿命进行了估算,并与实际寿命进行了比较,同时获得了外观较好的万向节滑套。     

6061铝合金复合挤压成形微观组织与力学性能的研究

对6061铝合金进行了内孔双面凸台复合挤压成形,分析了变形前后试样的显微组织及力学性能变化。结果表明,随着变形程度的增加,试样的径向以及轴向的抗拉强度和硬度增加,但伸长率下降;同一变形下轴向的抗拉强度和硬度高于径向,但伸长率低于径向。在变形前后,6061铝合金各部分的金属流线由直线变成了圆弧状,各部分的晶粒明显细化,且凸台部分的晶粒尺寸相对于径向部分小。复合挤压成形结束后,两侧凸台部分的晶粒形态以及力学性能几乎相同。     

低铬合金铸钢丸欧文寿命及磨损失效机理研究

利用离心雾化法制备出一种新型低铬合金铸钢丸,通过欧文寿命试验机对低铬合金铸钢丸(S330)进行欧文寿命试验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜分析低铬合金铸钢丸磨损失效形式。结果表明:低铬合金铸钢丸在1 500次循环之前磨损形式以表层剥落为主,在1 500次循环之后磨损形式以心部脱落为主。表层剥落一般发生在整个失效过程中;低铬合金铸钢丸的心部脱落发生在表层剥落的基础上,低铬合金铸钢丸的缺陷越少,发生心部脱落的时间越晚;当低铬合金铸钢丸的裂纹或气孔比较大时,发生脆性断裂,另外在心部脱落的同时也发生脆性断裂。     

原位反应生成灰铸铁基复合材料的微观组织及机理研究

将铬合金丝与灰铸铁进行铸造复合及热处理,采用原位法制备出碳化物颗粒增强铁基复合材料.利用XRD、SEM和EDAX对该复合材料的微观组织进行观察.结果表明:在1160℃下保温20、22 min后,该复合材料中生成M7C3型碳化物,靠近合金丝边缘的为细小颗粒状,远离合金丝为板条状,同时在复合材料中出现珠光体;保温24min后,合金丝与基体完全反应,生成的碳化物与保温26 min时一致,全部为M3C型.     

等径角挤压Al-Ti-B合金显微组织及细化机理的研究

使用自行设计的ECAP模具,室温下采用Bc挤压路径,对AlTiB合金进行4道次挤压,晶粒尺寸细化为6μm左右。通过扫描电镜(SEM)研究变形过程中的剪切特征、微观组织演变特点。探讨了晶粒细化的一般过程。