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。

Virtual Orthogonal Experiment Study on Needle Piercing Extrusion Process of Inconel690 Alloy Large-Diameter Thick-Walled Tube