一模四腔挤压ZK60镁合金棒材的数值模拟与实验研究

基于Deform-3D有限元平台建立了一模四腔的镁合金棒材挤压有限元模型,并基于该模型对挤压工艺参数中的挤压速度等参数进行优化,确定了ZK60镁合金棒材挤压合理的工艺参数。结果表明,采用一模四腔分流挤压方法生产直径为12.5 mm的ZK60镁合金棒材,其较为合理的挤压工艺为:在挤压温度为420℃时挤压速度为4~7 mm·s-1。在某公司进行了实验,验证了所得优化工艺参数的可行性。     

工业纯铝管挤压成形过程的数值模拟

针对连续挤压法生产制冷铝管过程中经常出现的焊合不良、尺寸超差和壁厚不均匀以及力学性能不达标等问题,利用DEFORM-3D有限元软件对铝管的挤压过程进行数值模拟,分析挤压温度和速度对温度场、应力场和晶粒尺寸的影响,为挤压工艺参数优化提供指导。结果表明：挤压速度一定时,定径带出口温度随胚料预热温度的升高而增加,应力随着挤压温度升高逐渐降低,平均晶粒尺寸随着挤压温度的增加而变大。挤压温度一定时,出模孔温度随挤压速度升高而增加,应力峰值随着挤压速度的增加呈先增大后降低的趋势,平均晶粒尺寸随着挤压速度的增加呈逐渐降低的趋势,管材焊缝处的晶粒尺寸比基材小。在此模拟条件下最佳工艺参数为460℃、25 mm/s,铝管和焊缝的晶粒尺寸分别为24.7μm和24.3μm。     

C10100铜合金管挤压成形过程的有限元模拟

研究挤压成形工艺中的挤压速度、挤压温度和凹模圆角半径各工艺参数对挤压件成形质量的影响规律。采用有限元模拟软件Deform-2D建立了C10100铜合金的热挤压有限元模型,坯料的成形流变性能按其数学模型从该模拟软件数据库中选取。选择挤压速度分别为40,50和60 mm·s-1,挤压温度为850,900和950℃,凹模圆角半径为10,15,20和25 mm,比较在不同挤压参数下的等效应变值与最大挤压力值的差异。研究结果表明,当最佳工艺参数为:挤压速度50 mm·s-1、挤压温度950℃、凹模圆角半径10 mm时,所得到的挤制管材的表面光洁度及内部组织满足工程应用要求。     

TC4合金管材挤压成型工艺研究

研究了不同的挤压温度、挤压比和挤压速度等挤压参数对TC4合金管材挤压成型工艺的影响,以及润滑方式对TC4合金挤压管材表面的影响。研究结果表明,采用热挤压方式生产φ47mm×3mmTC4合金管材,挤压比应选在3￣10之间,挤压速度选在50￣120m/s,润滑剂用玻璃粉,可得到显微组织为两相加工组织,变形充分均匀,力学性能匹配良好,表面质量合格的TC4合金管材。本研究得到的TC4合金管材挤压成型工艺研究可用于工业化生产。     

难变形金属L截面型材挤压过程有限元模拟

采用数值模拟方法对镍基高温变形合金(GH4169)、不锈钢(AISI316)L形截面的型材挤压过程进行热力耦合分析发现:随着挤压速度增加,挤压速度对挤压力影响越显著;初步得到模具的最佳预热温度。正交实验研究表明:GH4169合金中,挤压工艺参数对坯料温升影响的顺序为,挤压速度最大、坯料温度次之、模具预热温度最小;挤压比对挤压力影响显著。获得GH4169合金L形型材挤压较优工艺方案为:挤压温度1060℃,模具预热温度450℃,挤压速度50mm/s。     

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。     

汽车蓄能器壳体件挤压成形工艺研究

基于Deform-3D软件平台,通过数值模拟对汽车蓄能器壳体件的挤压成形过程进行工艺优化。建立正交试验方案,分析各个因素对挤压成形过程的影响,以成形载荷作为评判标准确定了最佳工艺参数组合。通过实验最终得到了最佳成形工艺参数为:温挤压模具温度230℃,温挤压坯料温度1000℃,温挤压摩擦系数0.15,温挤压凸模速度12mm.s-1,冷挤压凸模速度8mm.s-1,冷挤压摩擦系数0.08。按照该工艺参数进行实际零件的挤压生产,最终得到了符合要求的成形零件。     

基于Procast的汽车框形铸件的挤压铸造工艺参数优化

汽车制动底板属于框型铸件,材质为ZG16Mn。采用Procast分析挤压工艺参数对铸件充型质量的影响,得到了较优工艺参数组合:合金液浇注温度1 590℃,挤压力100 MPa,挤压速度25 mm/s。以该组工艺参数生产,铸件充型完整,品质良好。     

汽车发动机用6A02铝合金管材挤压速度仿真优化

如何实现6A02铝合金在汽车发动机上广泛使用对于汽车发动机发展有着重要作用.而合适的挤压速度范围是实现6A02铝合金管材挤压的关键因素之一.以6A02铝合金管材(φ29 mm×4.5 mm)挤压工艺过程为研究对象,基于DEFORM-2D软件模拟研究了挤压速度对载荷及模口坯料金属峰值温度的影响规律.获得了该规格6A02铝合金管材在250 kN挤压机上的合理挤压速度范围约为25～45 mm/s.     

挤压工艺参数对拐角长悬臂空心铝型材出口截面流速和温度分布的影响

以拐角长悬臂空心铝型材为例,使用Hyper Xtrude分析软件对其挤压过程进行数值模拟,设计正交试验研究了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径、棒料长度等工艺参数对型材出口截面流速均方差(SDV)和温度均方差(SDT)的影响规律。结果表明:通过极差分析及再次模拟确定最优方案为:挤压速度1 mm·s~(-1),棒料预热温度440℃,挤压筒预热温度420℃,模具预热温度400℃,棒料直径Φ150 mm,棒料长度450 mm,对应的SDV与SDT分别仅为1.3680和1.9130,保证挤出型材获得高的综合质量。通过方差分析得到挤压速度对SDV的影响度及棒料预热温度对SDT的影响度分别高达67.50%和76.41%,定量地表明挤压速度和棒料预热温度分别是影响型材外观质量和内部组织的最主要工艺参数。工厂挤压出的合格产品验证了最优方案的可靠性。     

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。     

Deformation and microstructure characterization during semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy

Effects of the process parameters, including deformation temperature, punch velocity and extrusion ratio, on the deformation and microstructure characterization during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy, were investigated. The experimental results show that the load decreases with an increase of deformation temperature and/or a decrease of punch velocity. When the displacement is more than 4 mm, the load decreases significantly with an increase of the deformation temperature, which is related to the high liquid fraction. The microstructure varies with the process parameters and deformation regions. It can be found that the dynamic recovery occurs during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy at lower deformation temperature. Subsequently, the microstructure elongated gradually polygonizes with an increase of deformation temperature. So, the higher deformation temperature should be chosen during the semi-solid extrusion of Al-4Cu-Mg alloy because the grains polygonized and high liquid fractions are beneficial to deformation.     

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。     

增强泡沫铝复合材料制备工艺的研究

在泡沫铝材中复合硬度很高的ZrO2陶瓷球可以起到增强泡沫铝的作用。本文采用盐粒与陶瓷球复合预制体及渗流成型工艺,通过改进模具和优化工艺参数,成功制备了ZrO2陶瓷球增强泡沫铝复合材料试样。试验结果表明,在实验室条件下,当浇注温度为805℃～815℃（纯铝）、760℃～770℃（铝硅）,模具和填料预热温度为600℃～610℃（纯铝）、560℃～570℃（铝硅）时,可以获得外形尺寸为φ30×50（mm）、孔隙率为56%～75%、陶瓷球尺寸为φ1mm,陶瓷球与盐粒体积比例为1：5、2：3的试样。为泡沫复合材料的进一步开发和研究奠定了基础。     

Optimisation of flow balance and isothermal extrusion of aluminium using finite-element simulations

There is significant demand to reduce variations in the shape and mechanical properties of the aluminium extrusion process to meet tighter tolerance requirements. To reduce variations, the flow and temperature evolution in the container and die must be controlled. To study how the process parameters influence the temperature evolution and the material flow, the effects of ram speed, initial temperature distribution in the billet and container cooling rate have been studied. This work is divided into three parts which examine the different aspects of the extrusion process. (1) To minimize the radial variations of temperature and velocity fields over multiple press cycles. (2) To obtain isothermal extrusion of aluminium. (3) To understand and formulate the effect of an undesired lateral temperature gradient in the billet on the exit velocity of the aluminium sections. In each part, the effect of different process parameters on the flow balance and temperature evolution of the extruded sections is shown and discussed.     

基于伺服压力机的AZ31镁合金反挤压成形

为探讨挤压速度模式对AZ31镁合金杯形件反挤压成形的影响,对伺服压力机反挤压成形进行有限元分析与实验,并与普通曲柄压力机和液压机反挤压成形进行比较。有限元分析结果表明,反挤压终了阶段,伺服挤压和液压挤压最大损伤值分别为3.41和3.30,远低于普通挤压的最大损伤值6.08;挤压过程中杯形件最大温差伺服挤压为45℃,而普通挤压和液压挤压分别为127℃和70℃。实验结果表明,在1100kN伺服压力机上,采用伺服挤压模式,可成功获得壁厚为3mm的AZ31镁合金反挤压杯形件,而采用普通挤压模式,在杯形件边缘则出现破裂。实验与有限元分析结果基本吻合。     

AZ80镁合金变形特性及管材挤压数值模拟研究

利用Gleeble热模拟机研究了AZ80合金的高温变形特性。结果表明,流变应力取决于变形温度和变形速率。当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而降低;当温度一定时,流变应力随着应变速率的升高而增大。根据AZ80镁合金真应力-真应变曲线,建立了其流变应力模型。采用刚塑性有限元法对AZ80镁合金管材挤压过程进行热力耦合数值模拟,并分析了高温挤压成形过程中变形力及金属流动规律,着重探讨了变形温度和挤压速度等挤压工艺参数对挤压力、应变场以及应力场的分布及变化情况的影响。模拟的结果为AZ80镁合金管材挤压工艺参数的制定、优化提供了科学依据。     

Effect of extrusion processing parameters on microstructure and mechanical properties of as-extruded AZ31 sheets

The AZ31 sheets were prepared by extrusion.The effects of the extrusion processing parameters including the temperature extrusion ratio,and structure of the extrusion die on the microstructure and mechanical properties of the as-extruded AZ31 sheets were investigated.The results show that the partial grains grow abnormally.and the mechanical and anisotropic properties of the as-extruded AZ31 sheets have little change at the extrusion temperatures of 380-400℃and the extrusion ratio of 13.3.With the increa...