挤压速度对铝合金挤压焊合过程中组织与性能的影响

焊合过程是铝合金挤压过程中非常重要的部分,它直接影响挤出型材的质量及生产效率。挤压速度作为挤压工艺中的重要参数,影响挤出型材的表面质量、模具的使用时间和载荷。本文在540℃分别采用四组不同挤压速度对挤铝合金,分析挤出型材焊合质量以及焊合接口组织变化规律。通过有限元模拟分析了挤压速度对挤出型材温度场以及等效应变的影响。结果表明:在金属的焊合阶段,其挤压力最大值由大到小对应挤压速度依次为30、45、60、15mm/min;当挤压速度为15、60 mm/min时,平均晶粒尺寸分别为84.4、65.6μm;挤出型材温度随挤压速度增加而升高,温升达5.4℃。     

AZ31镁合金薄壁管材反挤压成形的有限元模拟

根据AZ31镁合金流动应力-应变曲线建立了材料模型,应用Deform-3D软件对AZ31镁合金薄壁管材反挤压过程进行了有限元模拟,分析了挤压过程中坯料和管材内部温度场、损伤因子及流动速率的分布情况,着重探讨了不同挤压温度、挤压速度和模角对最高温升、等效应力、流动速率及挤压力峰值的影响。结果表明,AZ31镁合金薄壁管材反挤压的最佳工艺参数:挤压温度为310℃、挤压速度为1mm/s、模角为60°。     

纯镍热挤压过程中挤压力的数值模拟

在Deform的基础上模拟纯镍热挤压时的变化情况。结果表明:在模拟条件下,挤压力随坯料温度的升高逐渐降低;挤压速度较小时,挤压速度的升高影响坯料温度扩散,软化作用大于加工硬化作用,导致挤压力减小;随着模锥角的增大先减小后增大,模锥角为45°时,挤压力最小;随挤压筒预热温度的提高,挤压力下降速度逐渐变缓,然后趋于稳定。其中模锥角对挤压力影响最大,挤压筒预热温度对挤压力影响最小。     

AZ31镁合金保温杯内筒反挤压成形模拟研究

运用DEFORM-3D有限元分析软件模拟了AZ31镁合金保温杯内筒反挤压过程,分析了温度和挤压速度对AZ31镁合金反挤压过程中的等效应力、挤压力的影响。模拟结果表明:凸模圆角处的等效应力值最大;随着温度的升高,所需要的最大挤压力变小;挤压速度越大,最大挤压力越大。     

锌合金表带链型材挤压模设计与挤压过程数值模拟

通过对单孔挤压模和双孔挤压模挤压过程的数值模拟和实际挤压实验,实现了锌合金表带链型材的挤压成形,用2种不同结构的模具挤压时,相同挤压速度下,型材的温升基本相同,最大挤压力相差不大;随着挤压速度的增大,型材温度升高显著,最大挤压力增大。采用双孔模挤压时,挤压过程更平稳,挤压效率更高。     

TC4钛合金型材挤压过程有限元模拟

利用有限元软件Deform-3D对TC4钛合金L型截面型材的挤压过程进行了模拟。研究了挤压速度对型材成形的影响,分析了挤压过程中型材的应力应变分布。结果表明,L型型材截面拐角处变形量最大,是挤压过程中易于产生缺陷的危险区域。此外,通过微观组织观察验证了有限元模拟的准确性。     

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。     

双级分流模方管挤压过程分析

在常规分流模挤压高强空心铝合金型材过程中,由于挤压力过大,常导致堵模和分流桥开裂现象。为此,提出了双级分流模挤压的方法,在常规分流模前增加了具有导向分流作用的导流模,意在平衡金属流动均匀性和提高模具使用寿命。采用有限元结合试验分析的方法对常规分流模和双级分流模挤压方管过程进行了对比研究。研究结果表明:采用双级分流模挤压时,挤出型材头部横断面标准速度场偏差比常规分流模降低了37%,金属流动行为更均匀;挤压力比常规分流模降低了11%;分流桥和模芯位置的最大等效应力比常规分流模分别降低了18.7%和21.3%。     

TC4钛合金热力学行为及棒材轧制工艺研究

在Gleeble-1500热模拟机上进行了TC4钛合金压缩试验,分析了不同温度、不同应变速率下TC4钛合金热力学行为,确定了合金棒材最佳开轧温度为950℃,最佳应变速度为1s-1。随后在自行研制的八机架Y型轧机上进行连轧试验,分别得到准12、准6 mm棒材。结果表明,获得的产品组织均匀致密,晶粒细小,产品力学性能满足技术要求。     

某铝合金T型材双模孔反向挤压变形分析及模孔位置优化

双模孔反向挤压过程中，模孔布局对挤压型材的变形及质量具有重要影响。对某铝合金T型材双模孔反向挤压过程进行了数值模拟，分析了不同模孔布局对挤压型材变形及其均匀性的影响规律，获得了平模挤压两模孔的合理布局方案。并针对平模挤压两模孔之间存在的等效应变集中问题，提出了一种在平模挤压两模孔之间设置劈料台的方法，对比分析了设置劈料台前后型材的等效应变、温度分布和流速分布等。结果表明，模孔布局对挤压型材的等效应变分布的影响明显，合理的模孔布局可有效提高型材的变形均匀性，具有劈料台的挤压模具能够显著改善型材的等效应变集中问题。     

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。     

工艺参数对T2紫铜微齿轮挤压成形的影响

经过不同热处理工艺的T2紫铜圆柱坯料通过压缩试验测得材料常温下的流动应力应变曲线,利用DEFORM-3D软件对T2紫铜微型齿轮正挤压过程进行了数值模拟,分析了晶粒尺寸、摩擦因数、挤压速度、入模角和挤压比等工艺参数对凸模单位挤压力和材料等效应力应变分布的影响,研究讨论了各参数对微齿轮正挤压成形过程的影响规律。根据模拟结果选取了最优参数组合并在此参数组合下进行了微齿轮挤压模拟试验。结果显示:在该参数组合下(晶粒尺寸为50μm,摩擦因数为0,挤压速度为0.1 mm/s,入模角为30°,挤压比为2.25)凸模稳态挤压力小于其他各组,各特征点最大等效应变、等效应力均较小,材料流动均匀性更好,从而验证了之前模拟结果与分析的正确性。     

TC4钛合金T形薄壁型材挤压模具设计及优化

挤压模具的合理设计在钛合金挤压型材的生产中起着关键作用。使用有限元软件对TC4钛合金T形薄壁型材挤压过程进行了数值模拟。采用单因素法和正交实验法对不同结构参数进行了模拟组合，以出口标准速度场偏差SDV值作为参考依据，研究了入口圆角、模孔位置以及导流槽形状对挤压后金属成形效果的影响，并分析了挤压过程中金属的流动规律。研究结果表明：在挤压工艺条件不变的情况下，调整模具入口圆角和模孔型心与模具圆心的距离，能够获得形状较好的型材；调整导流槽形状可进一步优化模具，使金属流出模孔的速度更均匀。     

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。     

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.     

扁形钛铜复合棒挤压模具设计与应用

对长宽比较大的扁形截面钛铜复合捧的挤压模具进行了设计研究。通过合理选材,并选择使挤压力最小的模具模腔轮廓曲线和半模角,改变模孔工作带的几何形状与尺寸,选择适当的挤压速度等,优化设计制备出扁形钛铜复合棒专用挤压模具。增加工作带长度可以增大摩擦阻力,使向该处流动的供应体的流动静压力增大,迫使金属向阻力小的方向流动,从而使型材整个断面上金属流量更加均匀。挤压实验结果表明,合理的模具设计对挤压材的挤压过程和挤压制品质量有重要影响,锥形模具更适合于扁形钛铜复合棒的挤压。解决了科研生产实际对大的长宽比扁型钛铜复合棒的需求。     

动态再结晶对Al-Mg-Si铝合金分流模挤出型材焊合区组织和力学性能的影响（英文）

通过实验与数值模拟相结合的方法,研究动态再结晶对6063铝合金多孔分流模挤出型材焊合区显微组织和力学性能的影响,并采用EBSD技术观察晶粒形貌。结果显示,在初始低速挤压时,随着挤压速度的增大,挤出型材温度升高和应变速率增大,挤出型材动态再结晶分数增大;而在高速挤压时,挤出型材温度随挤压速度的增大增幅较小,型材动态再结晶分数因应变速率的增大而减小。焊合区硬度和小角度晶界分数低于基体区的,较小的再结晶分数使得焊合区晶粒尺寸大于基体区的。减小晶粒尺寸和提高挤出温度有利于提高焊合区型材的硬度。     

基于HyperXtrude的铝合金矩形型材挤压工艺优化设计

采用HyperXtrude软件模拟了7005铝合金矩形型材的挤压过程,系统地研究了7005铝合金矩形型材挤压温度与挤压速度对挤压结果的影响。结果表明:合金的应力随挤压温度的增大而减小,挤出型材温度随挤压温度的升高而升高。合金的应力随挤压速度的增大而增大,挤出型材温度随挤压速度的增大而升高。适宜的挤压工艺为:挤压温度450℃、挤压速度6 m/min。     

TC4钛合金L型材高温弯曲蠕变的数值模拟研究

利用ABAQUS有限元软件,针对TC4钛合金L型材,分别在蠕变温度为500、600和700℃及蠕变时间为600、1200、1800 s的条件下,进行高温压弯蠕变的数值模拟分析,研究温度和时间对该L型材高温压弯蠕变变形后回弹量的影响规律.数值模拟结果表明,TC4钛合金应力松弛效果受温度影响明显,当温度为700℃时,应力松...     

轨道车辆用超宽幅薄壁铝型材的挤压速度仿真优化

挤压速度是铝型材挤压过程中的一个重要工艺因素,对挤压力、生产率和挤压产品的质量等具有直接影响。以某轨道车辆用6N01铝合金型材为例,在Hyper Xtrude商业软件平台上,采用不同的挤压速度对其稳态挤压成形过程进行数值模拟仿真,获得了挤压过程的挤压力、温度场及速度场的变化情况。结果表明:随着挤压速度的增大,挤压力、金属的出口温度及不均匀性增大。根据数值模拟结果与理论分析,确定了该规格6N01铝合金型材在150 MN挤压机上的合理挤压速度范围为0.6~0.9 mm·s-1。在实际试模生产中,采用数值模拟优化的工艺参数进行挤压,挤出合格的型材,验证了数值模拟的可行性。