基于类等势场法和模型的锻件预制坯设计

利用塑性变形过程中金属的流动规律与静电场等势线分布类似这一特性,提出一种预制坯设计的新方法—类等势场法,并采用此方法对某齿轮锻件进行预成形设计。利用ANSYS软件得出预制坯形状,以此形状为局部变量,以压机速度、摩擦因数、温度为全局变量,以成形载荷、填充率、晶粒尺寸为优化目标,利用有限元软件DEFORM-3D进行数值模拟,并采用Matlab软件中的MBC(model-based calibration)工具箱对其进行数学建模及优化,最后在预锻工艺参数不变的条件下,得到终锻的最佳工艺参数组合是等势线ξ为0.205 V时的预制坯形状及压机速度为56 mm/s、摩擦因数为0.2、温度为1 000℃。生产实践表明:该方法设计的齿轮与传统方法相比,终锻成形载荷下降40%,材料利用率提高56.7%,而且组织得到细化。     

旋锻工艺对Pt-10Pd-20Ag合金组织性能的影响

为了解决Pt-25Ag合金加工困难和性能不够稳定问题,采用Pt-10Pd-20Ag的成分设计,通过真空感应熔炼和喷铸成形成功制备出成本较低的铂银合金,并深入研究了静液挤压后的试样进行多次小变形量旋锻工艺对Pt-10Pd-20Ag合金组织性能的影响,即在旋锻加工过程中穿插进行1 010℃退火+保温2 h并随炉冷却的热处理,并对加工后的试样进行显微组织分析。结果表明,采用该旋锻工艺能够明显细化试样的显微组织,可使试样包套从8 mm旋锻至2 mm无断裂,加工性能明显改善。     

P91厚壁钢管混晶组织分析

P91厚壁钢管经金相检验时出现混晶现象，导致钢管的高温性能降低.对钢管热处理工艺、坯料种类和热轧过程中组织变化进行分析，结果表明:P91锻坯和连铸坯的种类不同并不会导致组织差异；钢管热轧后出现明显的混晶组织，仅通过传统正火+回火热处理工艺不能得到最优组织形态.将钢管的非平衡组织先转变为平衡组织，然后进行合理的热处理可有效优化组织均匀性;在同样的热轧工艺参数下，毛管中未出现混晶，而荒管中晶粒却发生了异常长大，则皮尔格轧制阶段为混晶的萌生阶段和改善组织均匀性的重要阶段.     

旋锻加工过程中钨的形变与组织的研究

本文研究了纯钨和掺杂钨的方坯在旋锻加工中,由于形变不均匀引起组织不均匀和横向裂纹的产生。用体视显微镜、扫描电镜等直接观测了形变过程中在方坯四个角部出现的大晶区及沿大晶区边缘形成的横向裂纹,讨论了裂纹产生的原因。研究了钨坯质量,旋锻加工工艺参数,如加热温度、形变量、中间再结晶处理等对钨棒显微组织及裂纹产生的影响,提出了控制形变与组织不均和裂纹扩展的某些措施,并被生产实践证实是有效的。     

摇臂成形过程数值模拟

摇臂现阶段成形工艺多、生产效率低、劳动强度大,本文通过对摇臂三维几何模型的建立,采用辊锻制坯工艺,结合摇臂的形状特点,合理的设计弯曲模,对模锻成形过程进行数值模拟,分析了其成形缺陷。     

挤压锻温度对固态再生H11钢组织和性能的影响

以回收的H11钢车削屑获得的粉末为原料, 利用粉末压坯和挤压锻工艺制备样品, 并结合拉伸实验、硬度测试、XRD,SEM,TEM等分析手段, 研究了1100~1220℃不同挤压锻温度对固态再生H11钢组织结构和力学性能的影响. 结果表明:样品固结效果良好;挤压锻温度为1220℃时, 材料密度可达95.8 %;挤压锻温度达到1140℃后,基体中析出Fe₇C₃相; 随着挤压锻温度从1100℃升高至1220℃, 沿挤压方向的硬度从2.5GPa增加至4.4GPa, 抗拉强度从451MPa增加至808MPa, 但延伸率从3.1 %降低至0.7 %.     

摆动辗压齿轮坯的实验研究

齿轮锻坯广泛应用于机床、汽车、拖拉机、航空等部门,品种繁多。我国现有的锤上模锻工艺,材料利用率低,噪音、振动大,设备笨重,不易实现机械化。齿轮坯适合于摆辗锻造,我们进行了闭式摆辗齿轮坯的工艺研究,提高了材料利用率,与锤上模锻工艺对比,具有较大的经济效益。     

汽车转向节锻造成形工艺的有限元分析

文章提出了卡车转向节卧式-火锻造成形新工艺,基于刚粘塑性有限元理论,对转向节的一火锻造成形的各个工序建立了三维热力耦合有限元模型;利用大型有限元分析软件对各成形过程进行数值模拟,优化得出制坯的合理毛坯形状和尺寸、预锻及终锻金属流动过程、应变分布和载荷-行程曲线分布;数值模拟结果与实验结果吻合,数值模拟为工艺制定和模具设计提供了可靠的理论依据.     

华中理工大学科技新成果——圆锥自锁式垂直可分凹模装置

汽车传动轴及其他传动轴上的滑动叉和万向节叉属于典型的叉类零件,目前国内外普遍采用开式模锻和胎模锻生产.采用开式模锻工艺生产时,其模锻工序一般为压扁制坯、预锻劈叉、终锻成形,然后切边;采用胎模锻工艺生产时,其典型的工艺流程是一火劈叉,二火打平、弯U形、整形,三火成形,然后切边.前者,飞边金属消耗占锻件自重的30%～35%;后者,加热火次多,坯料氧化烧损大,工序多,周期长,次废品率高.此外,两种方法都锻不出杆部的盲孔,且加工余量大,公差大,表面质量差.     

模锻变形对曲轴用非调质钢1538 MV显微组织的影响

影响曲轴锻后组织的主要因素有变形量、终锻温度、金属流动及锻后冷却.本文采用数值模拟的方法研究了曲轴用非调质钢1538MV的锻造过程,并对轧材原料和曲轴成品的显微组织进行了分析,探讨了模锻变形对曲轴显微组织的影响.研究结果表明,曲轴较高的锻造温度和较小的变形量使得曲轴的锻后组织较轧材有所粗化.曲轴变形过程中的温度和应变分布不均导致了曲轴组织的不均匀.曲轴的铁素体含量和珠光体片层间距都低于轧材,且部分位置出现了贝氏体组织,这说明曲轴锻后的相变区冷速过快,应当进一步优化曲轴锻后冷却制度.另外,曲轴锻造过程中的偏析区金属流动对曲轴的锻后组织产生了明显的影响,也是造成贝氏体组织产生的原因,应严格控制轧材的质量.研究结果为轧材质量的提升和曲轴锻造工艺及锻后冷却制度的优化指明了方向.