基于微观组织优化的锻造工艺预成形及毛坯形状优化设计

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了晶粒尺寸、锻件形状子目标函数以及无量纲化的总目标函数,确定了预成形形状作为优化过程的设计变量;给出了优化设计的具体步骤,采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了基于预成形设计的锻造过程微观组织优化程序;并对典型的圆柱体镦粗进行了面向微观组织优化的预成形设计,给出了能够获得具有良好微观组织的镦粗成形预成形模具型腔形状。通过分析不同高径比的初始毛坯形状对微观组织优化目标函数值的影响,给出了较为合理的初始毛坯形状高径比取值范围。     

板体锻造工艺优化及试验验证北大核心CSCD

优化了板体的锻造工艺,将锻造工艺中的平面镦粗去氧化皮工步优化为成形镦粗,将原镦粗的扁平形状改为中间低两边高的形状,以达到更合理的材料分配。通过优化成形镦粗的形状和高度,将终锻模具的最大等效应力降低了30%左右,终锻模具易磨损位置的磨损量降低了25%左右,达到了提高终锻模具寿命的目的。同时,优化了顶杆的安装位置,在顶杆位置处增加余料仓,增加材料的流动空间,降低顶杆受力,可以有效提高顶杆寿命。试验发现,成形镦粗件的长度对终锻成形的影响不容忽视,成形镦粗件长度应小于锻件长度,否则容易产生折叠缺陷。将试生产锻件与模拟结果对比,可以确认优化后的成形镦粗工步和顶杆余料仓的作用是有效的。     

空心杆镦锻成形模具设计

大镦锻比管坯端部镦粗时容易发生轴向失稳,在管坯的内壁形成环形内凹,最终可形成折叠.分析了空心杆锻件的形状和尺寸,镦粗时易在法兰部位产生内凹和折叠,方部不易成形.根据管坯镦粗成形规则,设计平锻模具,并进行了工艺实验,最后得到了合格的锻件.     

模具结构及参数对厚饼类锻件内部质量影响

为了提高厚饼类锻件内部质量,减少探伤密集性缺陷,对锥板镦粗+展平工艺及平板镦粗工艺进行了数值模拟分析。对比了两种成形方式对锻件内部金属运动轨迹、最终位置及等效应变分布的影响,同时对锥板镦粗+展平工艺中锥板夹角α及锥顶平台长度h对锻件内部质量的影响进行研究,从而为确定正确的锥板镦粗+展平工艺方案提供依据。     

选择钢锭镦粗比的计算法

镦粗比是镦粗工序中最重要的变形参数,它决定了钢锭的变形量并对锻件内部质量和后续工序的质量有很大影响.但是,所有资料和手册中都没有选择镦粗比的计算法。一般工厂对镦粗比的选择是很粗略的,例如我厂传统上一直将钢锭中间镦粗比定为2,忽略了锭型因素。虽然文献[1]提出,为保证坯料镦粗时孔隙锻合,高径比为2左右的普通钢锭,镦粗比不得小于2～2.25,而对于高径比小于1的短粗     

空心抽油杆镦锻成形技术的研究

采用大镦锻比对管坯端部镦粗时容易发生轴向失稳,在管坯的内壁形成环形内凹,最终可形成折叠.分析了空心抽油杆锻件的形状和尺寸,镦粗时易在法兰部位产生内凹和折叠,方部不易成形.根据管坯镦粗成形规则,合理制定了平锻工步图,并根据工步图设计平锻模具,进行了工艺试验,最终得到了合格的锻件.     

大型管板锻件夹杂性裂纹分析及锻造工艺改进

在分析夹杂性裂纹形成机理的基础上,从控制锻造过程中夹杂物形状变化的角度出发,通过有限元模拟管板锻件成形过程,力求减小镦粗时的不均匀变形,提出了WHF法拔长+预镦粗+旋压成形的大型管板锻件锻造工艺。生产实践证明,采用该工艺可有效控制夹杂性裂纹的形成,提高锻件内部质量。     

大型汽轮机中间轴的锻造

文章对影响中间轴锻件内部质量的锻造因素进行了分析。采用在漏盘内对坯料整体镦粗成形，从而提高了中心压实效果，使中间轴的内部质量达到技术条件要求。     

高工字截面锻件的预锻工艺设计

高工字截面锻件的预锻工艺设计０５６２００河北邯郸市峰峰金属支架厂铸锻分厂史万明１引言对于工字型截面的开式模锻件，由于热模锻压力机的锻造速度较低，不利于惯性成形，所以通常要求终锻是镦粗成形。为此，预锻件高度必须大于终锻件高度５％～１０％左右〔１〕，这对...     

一种提高长轴类转向节锻件材料利用率的组合模具北大核心CSCD

针对立式锻造工艺成形长轴类转向节锻件时存在的锻件轴部充填困难、材料利用率低等问题,以某长轴转向节锻件为例,提出了一种新的组合模具,该模具中的镦粗工序对坯料进行预分料,使镦粗后的坯料投影全部落在制坯模具型腔内;制坯、预锻模具采用阻力墙组合结构,提高坯料轴部的充填能力;制坯、终锻模具设计定位结构,提高坯料的定位准确性。并结合数值模拟仿真分析技术,模拟并分析了新组合模具的成形性能,最后通过生产试验验证了新组合模具的可行性。结果表明:采用新的组合模具,下料重量由原来的47.7 kg减小至42.9 kg,材料利用率达到了91%,较优化前的模具结构提高了8%。     

局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的影响

为了减少直齿圆柱齿轮精锻成形力,通过对圆柱体镦粗时接触面上的压强分布规律的分析,发现毛坯中心的压强最大。这样,采用局部镦粗成形,载荷可相应降低。为此,设计了用于直齿圆柱齿轮精锻成形的局部镦粗实验方案,并通过DEFORM-3D对不同方案进行了模拟,验证了局部镦粗对直齿圆柱齿轮精锻成形的有效性。     

MAN L27/38系列曲轴锻件TR镦锻工艺设计与生产实践

分析了影响曲轴锻件曲拐成形质量的主要因素,通过7L27/38P曲轴锻件TR镦锻工艺设计、优化与生产实践,验证了所采用的工艺方案是合理的、有效的,确保了MAN L27/38系列曲轴锻件的国产化和批量生产.     

基于晶体缺陷机理的6061铝合金镦粗成形工艺分析

基于晶体缺陷机理,并利用计算机有限元仿真软件进行6061铝合金冷、热镦粗成形模拟对比试验。在工具运动速度及材料平均变形速度均保持不变的条件下,将6061铝合金分别置于室温20℃与加热温度350℃状态下进行自由镦粗成形,热变形时锻件高径尺寸满足要求而冷变形时尺寸达不到规格。试验结果分析表明了晶体缺陷机理对铝合金塑性变形的多方面影响,并肯定了热镦粗工艺比冷镦粗工艺更适用于铝合金模锻前制坯的方法,因为热成形有利于减少金属内部的晶体缺陷运动阻碍。     

大型管板锻件夹杂性裂纹形成机理探讨

本文针对大型管板锻件内部产生夹杂性裂纹的机理进行了分析研究。认为产生锻造质量缺陷的主要原因为：非金属夹杂物经较大的变形而成为薄片状。这种片状夹杂在一定的力学条件作用下，产生微观乃至宏观裂纹；夹杂性裂纹的产生与夹杂物的自身特性及变形工艺密切相关。通过改变锻造工艺和工艺参数，可有效地控制夹杂物的形貌，减少夹杂性裂纹的生成。根据研究结论，作者从控制夹杂物形貌的角度出发，提出了直拔制坯十双凸成形的管板锻件锻造新工艺，生产实践证明，这种工艺可大大提高管板锻件的内部质量。     

钛合金大型复杂件预制坯成形工艺模拟研究

通过分析TA15钛合金大型复杂件预制坯的外形特点,确定了采用方坯通过自由锻和胎膜锻成形预制坯的工艺方案。基于DEFORM-3D有限元模拟软件,建立了胎膜锻成形的有限元模型,模拟分析了其成形过程,得到了平砧圆角半径、左凸台宽度、胎膜半径对预制坯成形的影响规律,同时通过试验验证了模型的可靠性。结果表明,应先局部镦粗成形凸台,后进行胎膜锻,两工序不能颠倒;平砧圆角半径越大,凸台高度及两凸台间的高度差越大,但右凸台的倾斜程度越来越小;随左凸台宽度的增大,左凸台高度由小于右凸台高度逐渐转变为大于右凸台高度,但对右凸台的高度影响不大;随胎膜半径的增大,左凸台的高度逐渐增大,右凸台的高度逐渐减小,两凸台的高度差逐渐增大。该研究为大型复杂件预制坯成形工艺方案的制定,及胎膜锻参数的选择,提供了理论指导。     

不锈钢管接头成形过程的有限元模拟与实验研究

根据不锈钢管接头的形状结构特点和材料成形性能，确定该零件可采用正挤压——镦粗二次成形和一次正挤压成形两种工艺进行加工。运用有限元软件Deform-3D对确定的成形工艺过程进行模拟分析，得到金属变形和载荷变化等规律，通过工艺实验，验证模拟分析结果。结果表明：采用正挤压——镦粗二次成形时工艺力较小、变形均匀性好，采用一次正挤压成形工艺力大。     

锥孔锻件自动化闭式热挤压工艺

针对锚固装置中的锚套典型件,设计了自动化热挤压工艺。试生产中出现锻件质量不稳定和模具寿命太低等问题,导致难以实现自动化生产。质量不稳定的表现是锻件同轴度超差且无规律,模拟分析了预锻同轴度对成形凸模等效应力和偏移量的影响,并通过提高坯料尺寸精度和调整镦粗高度解决了同轴度的问题,使锻件同轴度从最大Φ0.86 mm减小到Φ0.4 mm以内,确保了锻件质量稳定合格。成形凸模失效的表现是磨损,模拟分析了不同材料、润滑系数、凸模长径比对模具磨损量的影响,并通过实验确定:润滑剂采用水基石墨,凸模材料采用3Cr2W8V钢,将模具寿命从1500件提高到10000件以上,可以连续生产20 h以上。最终实现班产不换模具且无废品,达到自动化生产的要求。     

大型管板类锻件锻造质量的高温模拟实验研究

针对我国目前大型管板等饼类锻件心部夹杂呈片状分布并易在小应力下开裂的质量问题,采用高温物理模拟与云纹法相结合的手段,对锻造控制夹杂物形貌进行了综合实验研究。从制坯工艺入手,经过大量系统的科学实验,分析了经不同制坯工艺、成形工艺锻造后夹杂的形状和尺寸变化,从而得出取消制坯时的镦粗工序,采用直拨制坯、双凸成形的新工艺,获得了优选的制坯工艺拔长比、成形工艺镦粗比的匹配值。本文的研究成果对有效控制夹杂物形貌,使之不成为片状,从而提高大型饼类锻件的内部质量,降低废品率,具有重要意义和实际应用价值。     

基于有限元的轴类件浮动模局部成形新工艺

轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺。在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛。当锻件变形长径比ψ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形。基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力。采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比ψ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径。