导向筒冷挤凸模的选材及热处理

<正> 1 前言 导向筒是起动机上一个重要零件,材料为20Cr,年生产批量近30万件,原一直采用五件分体加工,经压装后铜焊焊接成型,工序繁多,占用设备多,材料利用率仅36.2％。为提高生产效率,降低成本,节约铜材,1986年开始将导向筒改为整体冷挤压成型。冷挤压成型工艺的关键是冷挤凸模的寿命。为此,我们将导向筒冷挤凸模的材料选择及热处理工艺进行了研究。     

ECAP对连铸Cu-Ag合金断口形态及力学性能的影响

采用连续铸造和等径角挤压变形(ECAP)加工集成技术制备Cu-Ag合金,研究其力学性能和相应的拉伸断口形态。研究发现,Cu-Ag合金的强度随着ECAP加工道次和Ag含量的增加而增加,而延伸率却下降。连续铸造和ECAP加工的合金与传统浇铸和ECAP加工的合金相比,缩颈前静态韧性有所提高。同时发现,只有连铸的Cu-Ag合金在断裂前表现出缩颈现象,而经ECAP挤压后试样的断裂变为剪切模式,随着ECAP道次的增加出现不同的剪切断裂角。基于实验结果,讨论了经ECAP挤压后连铸Cu-Ag合金的拉伸断裂机制。     

等通道转角挤压(ECAP)工艺的研究现状

等通道转角挤压(ECAP)是一种大塑形加工技术,可细化合金组织,改善性能,提高材料的成形性.本文概述ECAP法的基本原理、剪切模式与变形规律,分析摩擦因素对变形的影响,综述中国在ECAP合金组织、性能方面的一些研究成果.     

连续挤压模具的选材

通过对铝合金管，型材连续挤压模具使用寿命，以及各种损坏形式与模具材料各项性能指标的对应关系进行分析后，得出，提高这种模具使用寿命的有效途径是：选择高硬度、耐腐蚀和高抗弯强度的镍基硬质合金作为模具材料。     

速调管腔体冷挤压凸模的制造工艺

冷挤压凸模的制造工艺设计对模具的使用寿命及其成形制件的质量有重要影响。以学校与企业的合作课题研究成果,介绍了一种冷挤压凸模的整套制造工艺设计方案,并制造冷挤压模具一副,生产出IT7级精度以上的合格件,经实践应用具有较高的使用寿命。     

热处理工艺对W18Cr4V钢齿轮挤压凸模寿命的影响

在分析齿轮挤压凸模失效原因的基础上,通过调整凸模热处理工艺,延长了齿轮挤压凸模的使用寿命。     

ECAP工艺对TiA13-P/Al复合材料组织的影响

利用透射电子显微镜和光学显微镜研究了室温下1～8道次等通道角挤压(ECAP)工艺对TiAl3-P/Al复合材料组织的影响.结果表明,在ECAP挤压初期Al基体中的位错密度很高,在2道次后急剧降低;组织中位错墙比例在开始也呈现升高的趋势,随着应变量的增加,逐渐向小角度晶界转变;小角度晶界的出现比位错墙晚,晶内小角度晶界的比例变化趋势也是一个先增加后降低的过程,最终转变为大角晶界.ECAP过程中,TiAl3颗粒对Al基体组织变化的作用不明显.ECAP变形有效破碎了较大尺寸的TiAl3颗粒并改善了TiAl3颗粒在Al基体中分布的均匀度.板条状TiAl3在ECAP变形中不仅发生了脆性断裂,还发生了孪生变形,与基体金属的变形相互协调,使少量大尺寸TiAl3颗粒保留下来.     

数值模拟模具外角对2017铝合金ECAP变形的影响

采用刚塑性有限元法对2017铝合金等通道转角挤压(ECAP)进行热力耦合的数值模拟,分析了模具外角(0~50°)对ECAP过程中载荷、工件中等效应变及其均匀性和工件温度的影响。研究结果表明:随着模具外角增大,载荷峰值和等效应变迅速下降,然后下降幅度越来越小,降至30°左右均趋于稳定;而等效应变的均匀性则随着模具外角增大先提高后略有降低,在模具外角为20°时应变均匀性最好。随着模具外角增大,工件整体温度一直下降,降幅越来越小。     

ECAP纯铝L2的力学性能及微观组织研究

等通道转角挤压(ECAP)是一种超细晶制备技术,可细化合金组织,改善材料性能.本文研究发现,ECAP纯铝L2,抗拉强度随挤压次数的增加而增加,8道次左右达到饱和.伸长率经1次挤压后大幅度下降,由40%下降至15%,4或5道次时伸长率有所增加.硬度随挤压次数的增加而增加,在3～4道次达到饱和.纯铝L2原始晶粒大小为1 mm的近等轴状晶,ECAP后,随挤压道次的增加,向细小等轴晶转变.至8道次后,晶粒大小约为1 μm.     

基于等径角挤压（ECAP）的超细晶铸造镁合金制备研究

研究了铸造镁合金等径角挤压（ECAP）的原理与技术实施手段.通过设计ECAP模具的几何结构,研究了剪切应变累积效应的度量方法.通过对AM60镁合金铸锭单道次ECAP加工后光学显微组织的观察,讨论了模具几何结构条件（转角与背转角大小）对变形组织演化形态的影响.根据多道次ECAP试验的位移-挤压力关系曲线,考察了加工工艺条件（加工道次数、背压与加工速率）对变形组织形态的影响规律.分析了镁合金ECAP加工技术的试验和模拟方案.研究表明：AM60镁合金铸锭的ECAP变形组织形态较好地符合理论预测结果;多道次ECAP加工显著改善了AM60镁铸锭的微观组织;对于具有粗大晶粒的铸造镁合金而言,ECAP工艺能以机械化冶金方式制备其超细晶结构.     

ECAP变形后超硬铝合金的电化学腐蚀行为

采用电化学测量技术,研究了等径转角挤压方法(ECAP)变形后的AA7075-T651铝合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:同道次ECAP状态下,随着Cl-浓度增加,AA7075-T651的自腐蚀电位和点蚀电位负移,耐腐蚀性能降低;而在同浓度NaCl溶液中,随着ECAP挤压道次增加,AA7075-T651的自腐蚀电位和点蚀电位正移,耐腐蚀性能提高。本次试验也表明了Cl-浓度对于该铝合金耐腐蚀性能的影响程度要远超过ECAP技术。     

ECAP制备超细晶钛的力学性能研究

采用等径弯曲通道变形成功实现工业纯钛室温8道次变形.ECAP变形后,工业纯钛晶粒明显细化,力学性能显著提高,抗拉强度从407MPa提高到791MPa,并保持良好塑性,硬度最终达到2641 MPa,成为高性能超细晶纯钛.     

反挤压凸模形状对挤压成形工艺的影响

通过数值模拟分析,比较了不同形状反挤压凸模对挤压过程中金属流动、挤压力以及凸模温升等方面的影响,进而得出凸模形状对反挤压成形工艺的影响,为挤压凸模及挤压件形状的优化设计提供一定的参考依据。     

工业纯钛在120°模具中的多道次ECAP室温变形组织与性能

在室温,采用通道夹角为120°的变形模具对工业纯钛(Commemial Pure Titanium,CP-Ti)以Bc方式实施四道次ECAP(EqualChannel Angular Pressing)挤压变形,成功获得表面光滑无裂纹的变形试样.文中主要研究了工业纯钛在室温下进行ECAP多道次变形的组织结构演变,并测试了变形试样的力学性能.微观结构显示工业纯钛在室温下进行多道次ECAP变形时,只在前两道次产生了大量的变形孪晶,且随道次增加变形孪晶逐渐消失.最终获得的试样晶粒平均尺寸由最初的约28μm细化到约250 nm,试样断裂强度和显微硬度分别提高到773和2486 MPa,而试样仍保持较好的延伸率(可达16.8%).     

等径角挤压过程的计算机模拟

等径角挤压可以在不改变材料横截面的情况下使其反复产生严重的塑性变形,从而降低材料的晶粒尺寸,是制备块体超细晶材料的新工艺。该文采用DEFORM程序对等径角挤压过程进行了模拟,分析了挤压过程中材料的应力、应变、挤压力等的变化及其分布,为今后的研究打下了基础。     

铝合金型材热挤压模的选材试验

介绍了铝合金型材热挤压模的选材试验情况并给出实验结果。     

ECAP结合退火工艺制备铜铝双金属复合棒材的界面组织及结合性能

利用室温4道次ECAP挤压结合退火工艺成功制备铜铝双金属复合棒材。采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射分析（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）等方法研究铜铝双金属复合棒材结合界面微观组织,并通过剪切试验测试其界面结合强度。结果表明,在ECAP剧烈剪切作用下,铜铝双金属复合棒材首先通过塑性变形在界面处产生机械结合,后续退火热处理促进了铜铝原子之间相互扩散,在压力、温度和浓度梯度综合作用下,Cu/Al界面处形成了良好的冶金结合,界面层厚度约为1.47 μm,生成的金属间化合物主要为CuAl2;界面层内晶粒细小、均匀,为大角度晶界结构的超细晶组织,无明显的择优取向。铜铝双金属复合棒材平均剪切强度为28.94 MPa,界面结合质量良好,剪切破坏形式主要为脆性断裂。     

等径角挤压模设计

介绍了等径角挤压工艺原理,进行了等径角挤压时挤压力计算和凸模、相关配套零件及挤压模的设计。利用该模具成功制备出了平均晶粒尺寸为1.5μm的超细晶粒纯铜柱状材料,经实验分析,所获得超细晶粒纯铜的许多力学性能指标均得到了提高,抗拉强度从原来的235MPa提高到420MPa,硬度从114HV提高到184.3HV,延伸率由原来的45%降低到19%。     

基于BP神经网络分析ECAP对Cu-3Cr合金性能的影响

基于BP神经网络,以挤压速度、挤压道次和挤压方式为输入层参数,以抗拉强度为输出层参数,构建了BP神经网络模型用于分析ECAP强变形对Cu-3Cr合金性能影响,并进行了试验验证以及金相组织和SEM分析。结果表明,BP神经网络输出的抗拉强度预测值与试验值之间的相对误差均小于2%,平均预测误差为1.4%,模型的预测精度高、实用性强。从改善合金抗拉强度出发,Cu-3Cr合金的最佳ECAP工艺参数:挤压速度为5mm/s、挤压道次为4次、挤压方式为每次挤压后旋转180°再进入下一道次。     

提高冷挤压凸模使用寿命的工艺研究

从生产实践中总结出延长高速冷挤压凸模使用寿命的材料选用及有关制造工艺措施,对在应用这些工艺措施时,应该注意的事项及作用机理进行了深入的理论探讨。