基于成形损伤的AZ80镁合金环形通道转角挤压成形工艺参数优化

以Cockroft-Latham韧性断裂准则为评判依据,用Deform有限元软件对AZ80镁合金杯形构件转角挤压成形损伤进行研究,在计算临界阈值基础上,以避免成形缺陷为目标,对工艺参数进行优化,开展物理试验验证。结果表明:对有无缺陷判定,物理试验与数值模拟结果一致,证明工艺参数优化模型的合理性;成形过程中材料的最大损伤值随摩擦因数增大而增大,随变形温度升高而减小,而随挤压速度增大,最大损伤值先增大后减小。避免缺陷的工艺参数范围:成形温度为380～400℃;挤压速度为0.3～0.5 mm/s;摩擦因数为0.15～0.30。     

5056铝合金桥形零件挤压成形研究

为得到综合性能良好的5056铝合金桥形件,采用挤压成形工艺方案并对在不同小圆角半径的凸凹模作用下桥形件的成形过程进行数值模拟和分析。结果表明:当压下量S为40 mm、成形温度为420℃、凸凹模小圆角半径r为10 mm时,挤压变形过程中桥形件的小圆角处不会出现缩口缺陷;桥形件的等效应变分布、等效应力分布较为均匀;桥形件的等效应变差值最小,等效应力最大值最低。采用优化后的工艺参数和模具对模拟结果进行实验验证,得到符合尺寸和精度要求的桥形件。     

冷精锻工艺设计

图2表示了坯料缺陷对锻件品质的影响. 为了消除原材料在切断时的塌角和倾斜缺陷所造成的影响,提高反挤压件成形部位尺寸精度,对成形工艺的成形加工工序安排如图3表示.第1道镦粗工序,确保坯料的外径大小和端面的平行度,但可允许左右塌角残留.由于这种塌角残留会导致反挤压成形件杯形部位的成形精度恶化.为了解决此问题,采用第2镦粗工序,在冲头与凹模的作用下成形一浅孔,使之为下道反挤压成形工序时挤压冲头的定位与导向.     

超高强铝合金尾翼架形性一体化控制成形

面向新型装备对轻质构件的迫切需求，以实现新型高强铝合金尾翼架形性一体化控制成形为目标，设计了累积剧塑性变形制备尾翼架（大口径带外纵筋筒形件）工艺，用Deform-3D软件对成形过程进行模拟，分别以变形均匀性和成形精度为优化目标，优化工艺、模具结构参数。结果表明：当变形温度为440℃、挤压速度为1 mm/s时，构件变形均匀性最佳；凸模促流角为10°时，外纵筋填充最好；用循环镦挤和精确反挤压工艺成功制备尾翼架，外筋充填饱满，壁厚差≤1mm；热处理后构件抗拉强度达725 MPa，伸长率为15.3%，实现了尾翼架形性一体化控制。该工艺整体应变为2.52，大塑性变形诱发的晶粒细化和强化相的弥散析出是尾翼架获得强韧性的主要原因。     

热处理对挤压AZ80镁合金杯形件组织和性能的影响

采用环形通道转角挤压工艺在350℃下制备AZ80镁合金杯形构件,并通过OM、SEM、拉伸试验等手段研究固溶、时效工艺对构件显微组织和力学性能的影响,确定与该新型挤压工艺相匹配的最佳热处理工艺参数。结果表明:成形过程中材料受强剪切应力作用,晶粒细化明显,杯形件壁部强度明显提升;残留共晶相引起应力集中导致伸长率降低;固溶处理有效促进脆性共晶相回溶,提升合金的伸长率;直接时效处理时,在共晶相周围聚集形成β-Mg17Al12析出带,降低合金的协调变形能力,导致时效强化效果不明显;通过固溶+时效处理,晶粒尺寸均匀,β-Mg17Al12相沿晶界均匀析出,合金的强度和塑性均得到明显提高。环形通道转角挤压成形的AZ80镁合金杯形件最佳热处理工艺参数为415℃×1.5 h固溶+175℃×36 h时效。     

低温挤压自由成形技术及其应用

综述低温挤压自由成形技术(Freeze-form extrusion fabrication,FEF)的工作原理、工艺特点、研究现状、应用展望及未来研究面临的问题。详细介绍低温挤压自由成形工艺装备的组成及研究现状。重点探讨低温挤压自由成形技术的应用领域及研究中面临的问题。认为低温挤压自由成形技术在航空航天、功能梯度材料零件制造、生物制造工程及概念原型与功能原型件制造等领域有广阔的应用前景。工艺参数优化、成形材料的选择、成形过程中的温度及干扰因素的控制是未来研究中面临的主要问题。     

冷精锻工艺设计

6.正挤压和反挤压生产杯和杆、杯和杯的复合挤压工序设计 成形时,产品的上、下端形状(杯和杆或杯和杯)都分别产生塑性变形.此种工序配置有采用正挤压和反挤压的复合挤压一道工序成形和上、下端分别单独成形的二道工序成形两种. 复合挤压的材料变形,根据最小能量原理,从成形负荷少的一端开始,即断面减少率低的一方开始. 图17中的断面减少率,正挤压的变形程度为44％,比反挤压的变形程度77％要低,其塑性变形如图18所示.复合挤压成形时首先正挤压成形轴,当坯料接触到反向冲头后,开始反挤压.如轴的长度较短,凹模即使没有退模锥度,一般也不会增加成形应力和与模具粘连,可以只采用一道工序成形.     

镁合金扇形瓦挤压成型工艺研究

针对某镁合金扇形瓦生产中材料利用率和生产效率低以及加工成本高等一系列问题,结合该零件外形特点和镁合金变形特性,对其挤压成形工艺进行了研究,优化了工艺参数和模具结构,并进行了小批量试制.实验结果表明成形件完全符合技术要求,所制定的工艺合理可行,材料利用率可由原先不足40%提高到75%,生产效率提高2～3倍,为同类扇形零件的成形提供了新的思路.     

精密锻造件的尺寸精度和影响因素

冷精锻件在精锻加工时特有的形状缺陷包括：正挤压件的轴向弯曲，反挤压的圆环外圆产生鼓形，形状不稳定，高度尺寸相差大。在一般挤压情况下产生缺料、凹痕和近乎没有塑性变形的死区产生裂纹以及其它冷锻特有的尺寸精度和形状缺陷。     

杯状件径向-反向复合挤压成形力的上限分析

在圆柱体坐标系下,根据质点的流动规律将杯状件径向-反向复合挤压变形体划分成7个特征区,建立每个特征区的动可容速度场。基于上限理论,考虑各塑性变形区的变形功耗、所有速度间断面上的剪切功耗与全部摩擦面上的摩擦功耗,建立挤压成形力计算公式。通过挤压成形实验,验证挤压成形力计算公式的准确性。     

工业态AZ31B镁合金超塑性变形的损伤研究

工业态镁合金板材在一般情况下受力易断裂,工业生产中复杂机械零部件的成形加工十分困难。通过镁合金板材超塑性变形的拉伸和胀形试验研究,并通过其试件断口轴剖面的扫描电镜观察,使用计算机定量分析和研究了空洞的损伤演化情况,得到了超塑性变形条件下的空洞生成扩展规律及损伤条件,建立了空洞生长及损伤的数学模型经验公式。研究结果为板材镁合金的成型加工等工业应用制定工艺路线与参数提供了理论依据。     

重卡转向节挤锻成形工艺研究

针对某汽车转向节成形过程中出现的缺陷,结合实际生产提出了闭式挤压成型与模锻相结合的锻造成型工艺。同时,利用Deform软件建立有限元数值模拟(FEM)对挤锻工艺进行了分析,通过增加镦粗工艺解决了叉形结构出现折叠的缺陷,并采用阻力墙式挤压模具解决了杆部和叉形顶部出现充填不满的问题,并对优化结果进行数值模拟以及生产验证,结果证实了该方法的有效性。     

Fe－Cr－Al电热合金脆性断裂的研究

研究了０Ｃｒ２３Ａｌ６Ｙ合金电热体早期脆断与合金原始组织及成形工艺的关系。得出，电热体的脆断主要是由于异常粗大晶粒造成的。这种粗大晶粒则是由电热体弯曲成形时塑性变形部分接近临界变形度于工作的高温下发生聚合再结晶引起的。本文提出的可避免晶粒异常长大的加工成形工艺，并在电热体实际使用中证明是有效的。     

双金属挤压成形的韧性损伤研究

双金属在挤压成形时，如果工艺参数选用不当，往往导致组元金属的韧性断裂。文中基于韧性损伤和断裂理论以及有限元分析方法，针对芯层金属较硬、套层金属较软的双金属的正挤压成形，研究了不同参数条件下芯层金属的韧性损伤和断裂，揭示了芯层金属的韧性损伤演化规律。文中的研究方法和结论可以为双金属的损伤和断裂预测、工艺方案的制定提供参考和依据。     

铝合金连杆的液态模锻成形工艺

根据液态模锻成形工艺原理,设计铝合金连杆的液态模锻成形模具结构,并进行液态模锻成形工艺试验。对工艺试验中获得的连杆制件进行T6热处理,经宏观缺陷检查及金相观察发现,制件无缩孔缩松、无冷隔、浇不足、热处理鼓泡等铸造缺陷,组织致密并具有塑性变形特征。借助液态模锻成形工艺具备液态压力充型、压力下结晶凝固、压力补缩和固态塑性变形的特点,获得连杆制件的力学性能,平均达到σb=358 MPa、δ=5.1%,较压铸连杆分别提高47.3%和64.5%。     

变壁厚筒体构件引伸-辊挤复合成形技术及装置研究

针对外壁具有多台阶的筒形结构锻造毛坯的形状特点,提出一种引伸-辊挤复合成形技术,通过带有变内径辊轮的挤压作用实现该种构件的塑性成形,解决热冲拔工艺存在的材料利用率低、锻造毛坯质量差等问题。介绍引伸-辊挤复合成形的原理,对稳定变形条件进行分析,并完成引伸-辊挤成形装置的设计,较好地实现辊轮的同步运动,解决了飞边问题。验证结果表明,采用该工艺能够实现该类构件的精确成形,大幅度提高材料利用率,降低综合生产成本,实现节能降耗,达到了预期研究目标。     

高密度钨合金静液挤压组织和缺陷分析

采用新的变形工艺——静液挤压技术形变强化高密度钨合金材料,并进行了消除应力退火处理。实验表明:材料挤压强化主要是形成位错密度很高的胞状结构。材料形变后钨颗粒排列具有方向性,材料破断主要以钨颗粒解理断裂为主。挤压时材料缺陷是纵向裂纹、圆周裂纹及分层。     

非对称四通件整体成形技术

针对非对称四通件传统加工过程存在的问题,提出整体成形试验方案,串联集成"充液拉深-缩口-液压胀形-翻孔"等系列工艺,以形位尺寸及壁厚减薄率为约束指标,针对成形难度最大的拉深,分别分析了液室压力、拉深比、压边力等对成形的影响.经过试验表明,压边力为50T时,可成形良好的深筒形件,并通过设计"胀形+翻孔"组合工艺,实现非对...     

变压边力条件下TRIP钢板成形窗口的数值模拟

为提高TRIP高强度钢板的成形质量,提出通过改变刚性凸模胀形试样宽度来测定板料FLC,并对其进行优选。在此基础上,以盒形件为例,借助数值模拟研究其压边力成形窗口以及最优的压边力变化曲线。结果表明:随着冲头行程的逐步增加,TRIP钢板盒形件的压边力成形窗口高度逐渐减小,成形后期必须严格控制压边力的大小;当采用最优压边力变化曲线时,盒形件成形质量好、变形充分。     

带内筋铝合金筒形件的成形技术探讨

对带内筋铝合金筒形件的铸造成形、车削成形、旋压成形等三种成形工艺进行了介绍,探讨了成形方法的可行性和适用性,并对比了三种成形工艺的优缺点。