铝合金旋转盘锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的等温精密成形工艺,获得综合性能优良的铝合金旋转盘锻件,采用有限元法模拟分析了两种不同坯料条件下旋转盘锻件等温精密成形时的金属流动规律,并通过镦粗、预锻制坯和终锻工艺成形出了外形完美、综合性能优良的铝合金旋转盘锻件。结果表明:采用环形坯料成形时金属主要沿径向充填模膛,易产生充不满缺陷,而采用五角形坯料则使金属材料主要沿轴向充填模膛,可以预防该类缺陷的发生。虽然环形坯料在分模面的投影面积较五角形坯料的小,成形时所需载荷却大得多。因此,五角形坯料是等温精密成形旋转盘锻件的最佳坯料方案。     

TC4钛合金薄壁高筋构件近等温锻造技术研究

研究了TC4钛合金薄壁高筋构件的近等温模锻工艺,合理设计了锻件的尺寸与模具结构,同时利用有限元模拟软件Deform3D对闭式模锻与开式模锻下的预制坯锻造方案以及不同长度的圆棒锻造方案下锻件的成形过程进行了有限元模拟分析,从而对锻造工艺参数进行合理选取。基于近等温锻造工艺,通过多火次、增量变形的方法成形出了质量良好的TC4钛合金精密模锻件。微观组织分析表明,锻件各区域的微观组织均为既存在等轴初生α相,又存在片状β相的双态组织,且晶粒大小比较均匀。相对于原始坯料,经过近等温锻造的锻件的断裂伸长率略微下降,屈服强度变化不大,而抗拉强度与弹性模量比坯料略微上升,力学性能良好。     

基于微观组织演变模拟的H型截面锻件模具和制坯研究

利用有限元模拟软件Deform-3D对典型H型截面构件的锻造过程进行数值模拟,并对不同模具和不同高宽比的坯料进行分析,可知采用闭式模具有利于此类锻件的成形,随着坯料高宽比的增大,锻件的晶粒大小、晶粒均匀性和动态再结晶体积分数都有提高,并且能降低成形载荷。利用闭式模具和高宽比较大的坯料能比较好地解决此类锻件成形所出现的粗晶、混晶及动态再结晶体积分数不高等问题,且有利于提高该类锻件的力学性能和生产设备的选择。     

基于有限元模拟的机车齿轮锻件的毛坯形状优化

针对机车齿轮锻件在成形过程中容易出现轮毂和轮辋充填不满、成形力较大和模具寿命短的问题,根据坯料在不同自由空间下不同填充情况,提出了上凹形坯料的新方案。利用有限元软件Deform-3D建立机车齿轮锻件热锻有限元模型,并模拟其成形过程。以成形载荷作为目标函数,采用黄金分割法,对镦粗毛坯直径进行优化设计,使锻件在成形饱满的前提下,将成形载荷降低了31.76%,提高了模具寿命。实际生产与有限元模拟具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求,无缺料、折痕等缺陷。     

TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究

实验研究了TC4钛合金等温锻造的工艺过程,并采用DEFORM-3D有限元软件对其进行数值模拟.结果表明,采用等温锻造工艺成功地锻造出某钛合金复杂结构件,锻件轮廓清晰、表面光洁、尺寸精度高,金属流线分布合理,组织性能超过常规机加工件,其材料用量相对于常规机加工件提高到60%.通过软件模拟,了解锻件成形的应力、应变及金属流动等信息,为工艺的确定和设备的选取提供了理论依据.     

铝合金双层杯件冷挤压成形工艺模拟研究

针对铝合金双层杯件的结构特点,提出了闭式冷挤压成形工艺方案,并研究了不同坯料形状对成形过程的影响。采用有限元模拟软件对双层杯件成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料对变形过程中的金属流动、应变以及载荷曲线等的影响,预测了该双层杯件成形过程中的缺陷及产生原因,得出了最优成形工艺方案,可获得高质量、高精度的锻件,实现近净成形。     

铝合金自行车后花毂锻件温挤压成形技术研究

对某6061铝合金自行车后花毂锻件的温挤压成形技术进行研究.首先通过数值模拟分析了坯料在模具型腔的定位问题,以便于坯料能顺利塑性变形转移到凸缘部分;然后通过对速度场、应力场、应变场、变形网格以及载荷-行程曲线的系统分析,获取了在一定条件下金属坯料在模具型腔内的塑性流动规律,为该产品温挤压成形工艺方案的详细设计以及如何控制和避免成形过程可能出现的缺陷提供参考依据;并通过实验对工艺方案的可行性进行验证.     

铝合金锻件成形工艺及三维有限元分析

为了揭示叶轮件模锻成形过程中金属的变形流动规律,采用有限元模拟对不同形状坯料成形过程的塑性变形流动行为进行对比分析.结果表明:叶片处是较难以充填成形的部位,且随着截面位置的下移,金属向该处型腔充填流动的趋势更为显著;与圆柱形坯料相比,阶梯形坯料成形过程中叶片部位更易于被充填成形,金属流动的均匀性也较好;通过工艺实验验证了利用阶梯形坯料可一次性成形出尺寸精度和性能均符合设计要求的叶轮锻件.     

钛合金大型航空结构件等温锻造工艺设计

以飞机发动机机舱位置使用的钛合金加强框为研究对象,在分析加强框结构的基础上,确定锻造温度、模具材料及锻造设备,并通过DEFORM-3D软件,对加强框的等温闭式模锻成形过程进行模拟,通过模拟与分析,对坯料与工艺参数进行优化。最终得出结论:使用不等厚坯料,在锻造温度940℃,压下量为0.05 mm/s的条件下,锻件无缺陷、变形均匀、质量最佳。     

预成形毛坯过渡圆角半径对气门终锻成形过程的影响

采用数值模拟与实验相结合的方法,对气门毛坯的楔横轧-模锻工艺过程进行研究,依据气门毛坯楔横轧成形工艺及终锻成形工艺的要求设计了不同过渡圆角半径的预成形毛坯,采用有限元软件进行数值模拟。分析其成形工艺过程中坯料的金属流动规律、不同过渡圆角半径的坯料所需最大成形载荷,并研究成形过程中坯料与凹模的接触情况。研究结果表明,与锻件过渡圆角相比,毛坯圆角半径与锻件圆角半径越接近,综合效果越好;当毛坯圆角半径过小时,所需的成形载荷也较小,但毛坯过渡圆角处的氧化皮难以清除,且会出现较浅的挤压痕迹;当毛坯圆角半径过大时,成形载荷也越大,产生严重的挤压痕迹,使模具产生严重的磨损,从而降低模具的使用寿命。