基于虚拟正交试验的Inconel690合金大口径厚壁管挤压工艺仿真

研究挤压成形参数影响规律并确定合理的参数取值范围,是开发难变形合金大型型材挤压工艺技术和挤压过程精细化控制,以及大吨位(如2万吨)挤压机的研发、调试及应用迫切需要开展的重要内容。基于DEFORM-2D平台,以规格为Ф420mm×60mm的难变形Inconel690合金管材穿孔针挤压为研究对象,建立了适用、可靠的无缝管材穿孔针挤压过程的有限元仿真模型;选取挤压比λ、模角α、定径带长度h、坯料初始温度T、挤压速度v等重要成形参数为影响因素,以坯料温度峰值Tmax、坯料金属损伤峰值Dmax、模口坯料金属流速均方差Fsdv和挤压力峰值Lmax为衡量指标,开展了基于模拟仿真的虚拟正交试验研究。结果表明,影响Tmax、Dmax、Fsdv、Lmax的因素主次顺序分别为:T>v>λ>h>α、α>v≈λ>T>h、h>v>T>α>λ、λ>T>α>v>h;综合考虑成形管材质量、挤压力等因素,获得了2万吨难变形合金卧式挤压机上挤压该规格Inconel690合金管材的合理成形参数取值范围为:λ=5.74～6.37、α=35～45°、h=60～120mm、T=1080～1180℃、v=150～250mm/s。     

Microstructure Responses to Key Extrusion Parameters of Large-Scale Thick-Walled 304 Stainless Steel Pipes Extrusion

首先建立能够准确预测304不锈钢大型厚壁管挤压成形过程中动态结晶组织演化行为的精确有限元模型。其次,利用所建有限元模型,通过正交回归法确定对管材晶粒尺寸及其均匀性影响显著的因素。最后,通过单因素法分析了影响显著参数对管材晶粒尺寸及其均匀性的影响规律。结果表明:挤压速度(V),挤压比(λ)和坯料预热温度(T b)是影响晶粒及其均匀性的主要因素,影响显著次序分别为T b>λ>V和T b>V>λ。并且随着挤压速度的增加管材平均晶粒尺寸增大,管材晶粒均匀性降低;随着坯料初始温度的升高和挤压比的增大管材晶粒尺寸减小,管材晶粒分布更加均匀。     

微观组织对304不锈钢大型厚壁管关键挤压参数的响应规律(英文)

首先建立能够准确预测304不锈钢大型厚壁管挤压成形过程中动态结晶组织演化行为的精确有限元模型。其次,利用所建有限元模型,通过正交回归法确定对管材晶粒尺寸及其均匀性影响显著的因素。最后,通过单因素法分析了影响显著参数对管材晶粒尺寸及其均匀性的影响规律。结果表明:挤压速度(V),挤压比(λ)和坯料预热温度(T b)是影响晶粒及其均匀性的主要因素,影响显著次序分别为T bλV和T bVλ。并且随着挤压速度的增加管材平均晶粒尺寸增大,管材晶粒均匀性降低;随着坯料初始温度的升高和挤压比的增大管材晶粒尺寸减小,管材晶粒分布更加均匀。     

大型厚壁管热挤压成形工艺参数优化

以P91钢大型厚壁管为研究对象,基于Deform-3D平台建立厚壁管垂直热挤压过程的有限元仿真模型。选取坯料预热温度T0、挤压比λ、挤压速度v、凹模锥角β和摩擦因子μ为影响因素,以最大挤压力Fmax、成形管平均壁厚davg、模口等效应变均方差εsdv和模口金属流速均方差Vsdv为衡量指标,进行虚拟正交试验。通过实际工业生产,验证了有限元模拟结果的可靠性。研究结果表明:影响Fmax,davg,εsdv,Vsdv的因素主次顺序分别为:λT0βμv,λvT0μβ,βλv≈μT0和vT0μλβ;获得尺寸为Ф720 mm×Ф520 mm×12000 mm的P91钢大型厚壁管热挤压成形工艺参数的取值范围为:T0=1150~1200℃,λ=5~7,v=20~60 mm·s-1,β=35°~45°,μ=0.05~0.2。经过实际工业生产验证可知,虚拟正交试验得到的工艺参数较为准确、可靠。     

镁合金管材挤压工艺及组织性能研究

对镁合金管材挤压成形进行了工艺实验研究,确定了其成形工艺参数,分析了镁合金管材挤压成形时变形力的变化规律和组织性能变化。研究结果表明,镁合金管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑剂、挤压速度、挤压比等工艺技术参数。以上工艺参数对挤压力均有不同程度的影响。     

预热温度对镁合金管材静液挤压扩展成形的影响

通过Deform-3D软件对AZ80镁合金的挤压成形进行了数值模拟并进行了挤压试验,研究了模具、模芯以及挤压筒不同预热温度对静液扩展挤压成形过程的影响。结果表明,预热温度越高,成形所需挤压力越小,管材越容易成形;模具温度与模芯温度对挤压力峰值的影响较大,挤压筒温度主要影响挤压稳定阶段挤压力的平稳性。试验表明,在模具、模芯、挤压筒预热温度分别为250、250、20℃时,管材可完整成形,验证了AZ80镁合金静液挤压扩展成形工艺方法的可行性与数值模拟的合理性。     

高温合金GH4169管材包套挤压工艺及组织性能研究

确定了高温合金GH4169管材挤压成形工艺参数,分析了GH4169管材挤压力的参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响.研究结果发现:合理的挤压工艺参数范围是坯料温度1080～1100℃,模具预热温度350～500℃,挤压比7～14,采用玻璃润滑剂.挤压管坯组织状态与挤压前组织状态相比,得到明显改善,挤压前平均晶粒尺寸是150 μm,挤压后平均晶粒尺寸是50 μm.采用包套挤压技术、组合凹模挤压技术、引导式管材包套挤压技术等对高温合金管材挤压成形进行了实验研究,加工出了合格的GH4169管材坯料.     

Inconel625大型厚壁管挤压损伤行为仿真

Inconel625难变形合金大型厚壁管挤压成形过程损伤演变行为,是避免挤压管内外表面裂纹缺陷的重要研究内容。通过建立的基于耦合CL韧性断裂准则的Inconel625合金大型厚壁管挤压有限元模型,模拟揭示了关键挤压参数坯料初始温度、挤压速度、挤压比、摩擦和凹模半角对挤压过程中损伤的影响规律。结果表明,随着坯料初始温度、挤压速度和挤压比的增大,管材表面最大损伤值减小,可有效防止裂纹缺陷产生;而摩擦和凹模半角的增大,则会增大管材表面产生损伤的趋势,不利于获得无损伤的优质管材。     

焊合室高度对AZ91镁合金管材分流挤压的影响

针对高强度镁合金管材挤压过程中坯料成形问题,设计了四套具有不同焊合室高度的管材挤压模具,对AZ91镁合金管材分流模挤压工艺过程进行了有限元分析和挤压试验。结果表明,变形程度指标等效应变标准方差由高到低顺序为:H=9mm>H=12mm>H=18mm>H=15mm,其中焊合室高度为15mm时变形最均匀;AZ91镁合金经分流模挤压,粗大的树枝晶及网状第二相β-Mg_(17)Al_(12)被击碎重溶,并且发生再结晶,组织和性能得到明显改善。     

304不锈钢大型管材挤压工艺虚拟正交优化

基于DEFORM-2D有限元模拟与正交试验,以降低挤压力峰值、提高模口处坯料变形均匀性为优化目标,对304不锈钢大型管材((Φ)600 mm×420～3600 mm)挤压成形过程进行了优化.当模角θ=35°、挤压速度v=200mm/s、挤压温度T=1200℃时,挤压力峰值最小;当θ=35°、v=l00mm/s、T=1050℃时,等效应变均方差最小.     

反向挤压时的挤压力变化规律

利用正、反向挤压对比实验研究了反向挤压铝合金时 ,在基本挤压阶段 ,挤压力的变化规律以及其最大挤压力与正向挤压时的差异 ,以便为合理制订反向挤压工艺和进行工具设计提供依据。研究表明 :挤压棒材时 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现上升趋势 ,在挤压结束时达到最大值 ,这与正向挤压时是相反的 ,其最大挤压力比正向挤压时小 10 %左右 ;挤压管材时 ,在基本挤压阶段开始时的挤压力最大 ,随着挤压过程的进行 ,挤压力呈现下降趋势 ,与正向挤压时相似 ,而当挤压过程进行到一定程度时 ,挤压力基本保持稳定 ,其最大挤压力比正向挤压时小 30 %左右。     

不锈钢薄壁三通管件冷挤压成形工艺

通过对不锈钢薄壁三通管件冷挤压成形工艺进行的大量试验，提出了薄壁不锈钢三通管件冷挤压成形的模具结构形式，分析了工艺参数，介绍了降低成本、提高模具寿命的工艺方法。     

2A12合金的无润滑管材挤压工艺实验研究

为了在国产35 MN挤压机上实现2A12合金管材的无润滑挤压,减少废品的产生,通过分析2A12合金的材料性能及国产35 MN挤压机的结构特点,对挤压机的穿孔针系统结构进行改造,并在该挤压机上进行了2A12合金的无润滑管材挤压实验.实验结果表明,在合理控制挤压速度、挤压温度、铸锭加热温度等工艺参数的条件下,可以实现2A12合金的无润滑管材挤压;挤压产品的内表面质量好,偏心度得到很大改善.     

带孔深锥形管成形工艺分析及模具设计

针对带孔深锥形管件的成形特点进行了工艺分析,确定了成形方案,设计了锥形管挤压模和冲孔模。在冲孔模中选用了带有楔角的斜楔机构来实现侧冲,并利用冲裁凹模自身的锥形面实现了锥形管的定位。模具在生产中应用效果良好。     

扩展组合模连续铸挤铝管材的挤压力分析(英文)

为了确定管材扩展组合模连续铸挤过程的变形力,将金属扩展组合模的模腔划分为导流区、扩展区、分流区、焊合区和定径区,分析各区金属的受力状态;用切块法建立各区应力计算公式。将金属连续铸挤型腔划分为液相区与半固态区、固态初始夹紧区和固态夹紧区,建立管材连续铸挤挤压力计算公式。在自行设计的连续铸挤机上进行铝管扩展组合模连续铸挤实验并测量其挤压力,获得的径向挤压力实验结果与理论计算结果吻合。     

基于DEFORM 2D的纯铜管热挤压过程的数值模拟

通过二维建模软件建立管材立式挤压模型,采用DEFORM2D大型有限元数值模拟软件进行纯铜管热挤压过程的数值模拟,获得了不同挤压速度下变形材料内部的温度场、应力场、应变场及应变速率场的变化规律。分析结果表明,随着挤压速度的提高,变形材料内部的温升和等效应变速率明显提高;等效应力是先提高,而在高速挤压时又下降;等效应变则无明显变化。     

铝合金挤压管材内擦伤的分析

介绍了铝合金挤压管材内擦伤的分类、形成原因，以及挤压温度、挤压速度、工艺润滑、铸锭冶金质量、铸锭表面加工质量等对管材内擦伤的影响。     

共挤双向拉深复合管材挤压模设计

介绍一种共挤双向拉深复合二层塑料管材挤压模结构,为了增强复合管材纵横向拉伸强度和物料的加工性能,对挤压模特点、物料的塑化及成型原理作了论述。结果表明:挤压模设计合理,与普通挤压模相比,具有物料塑化性能好,挤出稳定,管材纵横向强度高,表面质量好,制造成本低等特点。     

铝合金管挤压时内表面石墨压入缺陷的研究

通过对比实验，研究了铝合金管材挤压时内表面出现的石墨压入缺陷的形成过程及影响因素。提出了预防此缺陷的措施。     

优质双金属无缝钢管生产工艺

西班牙挤压成型钢管公司采用热挤压工艺成功地生产出双金属无缝钢管。介绍了该双金属管的生产工艺、经济和技术指标、联接方式以及主要用途。