6201铝合金管材连续流变扩展挤压过程中温度场和流场的数值模拟(英文)

利用自行设计的连续半固态扩展挤压成形装置制备6201铝合金管材,并采用数值模拟研究此过程的温度场和流场分布规律。结果表明:辊?靴型腔内合金的温度从入口到出口处逐渐降低,等温线向轧辊侧偏移,金属流动速度沿工作辊表面向辊靴表面依次递减。在扩展挤压模具内,合金呈放射状填充到模具中,温度由入口到出口处逐渐降低,且模具扩展腔中心的温度高于壁面的温度。分流孔中心位置和焊合部位对应的成形管材截面流线密集,此处相应的金属硬度也高,在两者之间出现8条流线的舒缓过渡带。为制备表面质量良好的6201铝合金管材,合理的浇注温度为750～780°C。     

挤压速度对铝合金型材挤压过程的影响分析

利用有限元软件Deform-2D建立了铝合金型材挤压成形的有限元模型,分析其成形过程,揭示了挤压速度对热挤压成形过程中坯料温度场、最大损伤值场和模具载荷的影响规律。结果表明,随着挤压速度的增大,最高温度逐渐升高,最大损伤值呈现先减小后增大的趋势,模具载荷略有增加。依据模拟结果,可为铝合金型材挤压选择合适的挤压速度提供理论基础。     

半固态挤压扩展成形过程数值模拟与试验验证

以半固态挤压扩展成形A2017铝合金扁型材为研究对象,采用有限元方法对半固态挤压扩展成形过程热流耦合场进行三维数值模拟,建立了热流耦合数学模型,确定了计算模型的边界条件,以及所研究合金的热物性参数,获得了不同工艺参数和模具设计参数下合金动态凝固过程的温度场和速度场,特别是模具设计参数对型腔内合金流动规律的影响.模拟计算结果与试验结果吻合较好,从而为合理设计成形模具,调整成形工艺,提高产品质量找到依据.     

A356铝合金挤压铸造过程数值模拟与试验验证

借助ProCAST软件,对A356铝合金构件挤压铸造过程进行了数值模拟研究。结果表明,凝固从铝熔体与模具的接触面开始,拐角区中心处最后凝固。随浇注温度和模具温度升高,凝固时间增加,但比压的增加导致凝固时间缩短。拐角区等效应力最大,中心区等效应力最小。随浇注温度和模具温度升高,最大等效应力下降。最优工艺参数:浇注温度为680～720℃,模具温度为200～300℃,比压大于200MPa。成形试验表明,在优化工艺参数下,成形件充型完整,表面品质高,组织致密,无铸造缺陷。     

铝合金挤压成形模具技术及研究进展

本文论述了模具在铝合金生产中的重要作用与特殊地位,主要介绍了常见的铝合金挤压成形模具技术,包括模具的分类与设计、模具新材料的开发与应用、模具复合加工技术的开发和应用以及计算机模拟在铝合金挤压成形模具中的应用等,并对模具今后的研究和发展方向进行了展望.     

基于HyperXtrude的铝合金壁板连续挤压技术

采用HyperXtrude模拟软件对6063铝合金壁板进行连续挤压数值模拟,得到了挤压成形时金属的速度分布场。结果表明,金属在扩展模中的流动速度是不均匀的,速度最高的部位出现在与腔体进料口相对应的中间位置,速度由中间向两侧逐渐降低;改变导流模的结构可以有效的均衡金属流速,当导流模中的阻流块高度由8 mm降低至2 mm时,可使壁板产品截面的最大速度差由34.2 mm·s~(-1)降低至16.4 mm·s~(-1)。对铝合金壁板进行连续挤压工艺实验,得到合格的产品,验证了利用连续挤压扩展成形技术生产铝合金壁板的可行性。     

基于PROE的铝合金型材挤压成型数值模拟及模具结构优化研究

随着铝合金大型空心截面型材的结构形状越来越复杂,以及对成形件质量、强度、寿命和可靠性的要求不断提高,传统的工艺设计方法已经不能满足其快速发展,出现了试制周期长、产品合格率不高、产品的工艺稳定性无法保证等问题。因此,采用PROE软件对某一高速列车车壁的大型空心截面型材的挤压成形工艺进行模拟仿真,并对模具型腔内铝材的变形机制和流动规律进行了系统的研究,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。提出了两种优化设计方案,经过对比试验的验证表明,优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的整体应力分布不均的问题。     

挤压比对6201铝合金半固态连续挤压成形组织和性能的影响

研究了挤压比对6201合金线材的微观组织、力学性能和导电性能的影响.结果表明:随着挤压比的增大,T6态合金的强化相β'(Mg2Si)弥散质点的尺寸减小,弥散程度增加,合金线材的抗拉强度,延伸率和电阻率增大,其增大的趋势随着挤压比的进一步增加而逐渐减小;当挤压比一定时,随着在线固溶温度与时效温度的升高,线材的力学性能下降,导电性能升高.当挤压比为16.5～29.7,线固溶温度为520～540℃,时效温度为150～160℃时,合金力学性能和导电性能分别为:σb=310～328 MPa,δ=8.5%～10.3%,ρ=0.032 2～0.032 8nΩ·m,较好地满足Al-Mg-Si导线标准要求.采用合理的挤压比,可直接生产性能良好的铝合金导电线材.     

6201铝合金热连轧的实验模拟

在Gleeble 15 0 0热模拟机上对 6 2 0 1铝合金的热连轧进行了实验模拟 ,对变形时的变形力进行了测定 ,用TEM观察了变形后试样的微观组织并测量了其显微硬度。结果发现 :由于应变诱发作用 ,可以在热连轧过程中有效地实现快速固溶与时效处理的结合 ;变形开始温度为 5 40℃ ,可加速固溶 ;变形终了温度为 30 0℃ ,加速了Mg2 Si粒子的充分析出 ;变形抗力和硬度值在第 6道次之前 ,随着道次增多而增加 ,之后有所回落。此外 ,实验还获得了 6 2 0 1铝合金热连轧的变形抗力模型。     

高强铝合金超塑挤压成形

主要介绍了工业牌号高强铝合金在供应态或经简单预处理后在通用油压机上超塑成形的实例，并分析探讨了非理想组织材料超塑形成中微观组织的变化。     

铝合金1100的挤压模拟

采用有限元DEFORM-3D软件对铝合金1100进行常温态和半固态下的挤压模拟,以探索1100合金材料的高温成型性能。结果显示,500℃时流动速度的最大值达到了49mm/s,而20℃时只有12.7mm/s;500℃时等效应变场的最大值达到了3.63,而20℃时只有5.01;500℃时等效应力场的最大值达到了12.3MPa,而20℃时只有42.9MPa。综上所述,半固态时铝合金1100的成型性能要比常温态好得多。     

汽车铝合金转向节臂锻造成形过程的数值模拟和实验研究

针对汽车铝合金转向节臂的外形特点,结合实际的制造能力,利用DEFORM-3D软件分析了试制过程中产生缺陷的原因.通过数值模拟提出了合理的自由锻制坯形状,弯曲模具和终锻模具结构的设计.将模拟结果用于实际生产并取得成功.     

镁合金空心坯料挤压成形工艺研究

对挤压成形过程中的坯料尺寸及模具形状对成形的影响进行了计算机模拟。由模拟结果可知,在采用无芯轴凸模挤压时,挤压力随着行程的增加而增大,随着空心坯料内径的增大,挤压力增加的速度减慢,但最大挤压力变化不大。在采用带芯轴凸模挤压时,最大挤压力明显减小,随着芯轴直径的增加,最大挤压力是逐渐下降的,最大挤压力可以降低25%以上。     

铝合金半固态流变压铸过程数值模拟及试验验证

采用模拟软件对Al-Si合金半固态流变压铸的充型和凝固过程进行模拟,并与试验进行了对比.结果表明,浇注温度为610℃、压射速度为90 mm/s、料柄及内浇口直径为40 mm时,半固态压铸的卷气以及缩凹缺陷明显减少.同时,通过对温度场的模拟分析,得出铸件的边缘部位与中部具有不同的凝固速度和微观组织,经过试验观测,证明了实验结果与模拟结果的一致性,为铝合金半固态流变压铸的工艺参数拟定和模具设计提供了借鉴.     

铝合金拉杆热挤压过程数值模拟

分析了铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计.新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产率大大提高.运用Deform-2D软件对铝合金拉杆零件热成形过程进行了数值模拟,通过数值模拟获得铝合金拉杆挤压过程中材料内部温度场、应变场、塑性应变场等参数的变化规律.实际生产试验结果表明,对棒料进行热挤压成形是可行的.     

AZ31镁合金连续挤压过程数值模拟

采用连续挤压方法可以实现AZ31镁合金变形,变形条件是决定AZ31镁合金连续挤压成形的关键因素.利用DEFORM3D软件,模拟AZ31镁合金在250型连续挤压机上生产Φ7mm杆的成形过程,建立AZ31镁合金线连续挤压的刚粘塑性有限元模型,分析了连续挤压成形过程不同阶段的温度,等效应力应变变化.研究表明,变形金属的等效应力最高值出现在压实轮下方;温度最高值出现在型腔内;等效应变最大值出现在模具入口处.模拟结果对生产中制定合适的工艺和工模具的设计起到指导作用.     

2A12铝管接头热挤压成形数值模拟

针对2A12铝管接头的特点,对其进行了工艺分析,确定了该零件的热挤压成形工艺方案.利用数值模拟软件,分析了挤压余量的位置、初始变形温度、压力机工作速度对最大成形载荷的影响.通过多次模拟得到了2A12铝管接头热挤压成形的最优工艺参数,并分析了在最优工艺参数下,2A12铝管接头热挤压的成形过程和载荷行程曲线,从而保证了挤压件的质量.这能为实际生产提供理论基础.     

Mg-3Sn合金棒材的挤压数值模拟与试验验证

对Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺进行了数值模拟,通过改变挤压比、挤压温度和挤压速度的方法优化了挤压工艺,并在优化工艺参数下进行了Mg-3Sn合金棒材的挤压加工。结果表明,Mg-3Sn合金棒材的最佳挤压比为21,挤压温度为380℃,挤压速度为3 mm/s。优化工艺下的挤压棒材晶粒组织已经得到细化,且有变形挛晶和等轴晶产生,组织较为致密,未见孔洞、挤压变形层等缺陷,棒材的抗拉强度和屈服强度都有较大幅度的提高,而断后伸长率略有降低或者基本不变。Mg-3Sn合金棒材的挤压工艺数值模拟结果与试验结果较为一致。     

铝合金锥壳体成形工艺分析

以铝合金锥壳体为研究对象,首先介绍了铝合金的优点和发展情况,然后对零件进行了工艺分析,提出了两种方案,最终得出了优化的工艺方案.根据该方案设计了挤压件图,确定了坯料的尺寸以及变形工序和设备.     

铝合金三角架成形过程的计算机模拟

采用先进的民形软件ＤＥＦＯＲＭ对铝合金三角架的整个成形过程进行有限元仿真，利用对质点和区域的追踪发现了产品质量问题的原因，并提出了相应的解决方案。