快速车轮成形过程的刚塑性有限元数值模拟

采用刚塑性有限元模拟软件TFORM2模拟了915KKD快速车轮的预成形过程。通过分析车轮预成形过程的塑性流动规律和镦粗压下量对预成形的影响,预测了预成形后毛坯充填模膛的情况,并得到了较佳的镦粗压下量值,为车轮成形工艺设计提供了科学依据。     

油田用抽油杆镦锻成形过程数值仿真研究

介绍了抽油杆工艺特点及抽油杆镦锻成形工序过程.依据成形过程,基于三维刚-黏塑性有限元的理论,利用有限元软件对抽油杆镦锻成形各工步进行了数值仿真模拟.得到了抽油杆镦锻成形各工步的应力、应变、损伤场等的变化规律,为抽油杆镦锻成形提供了直观设计依据和经验.     

金属三维塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术

将无网格伽辽金法(EFGM)与三维刚(粘)塑性流动理论相结合,对EFGM在金属三维塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究.分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理速度边界条件和体积不可压缩条件,采用反正切摩擦模型处理摩擦边界条件,推导了金属三维塑性成形过程EFGM法数值模拟的刚度方程,给出了关键算法.对长方体金属镦粗过程进行了数值模拟,并将数值结果与三维刚塑性有限元体积成形商品软件Deform3D计算结果作了比较.发现两者吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性.     

圆柱体镦挤复合变形规律研究

针对镦挤复合成形过程中坯料在挤出时普遍存在的挤出高度不足的问题,利用Deform有限元软件模拟圆柱体自由端无约束时的镦挤复合成形过程,对镦挤成形过程的力学参数和变形规律进行分析;分别从理论和模拟两方面入手,研究正挤压和反挤压两种模式下的镦挤复合成形规律,模拟不同材料、不同挤出通道时的变形规律,绘制凸模行程与挤出高度曲线.研究结果表明：镦挤复合成形过程中的正挤压和反挤压具有一致的变形规律,当挤出通道直径为20~25 mm、摩擦因数为0.2~0.4时,适当地增大挤出通道直径和摩擦因数,均有利于提高坯料的挤出高度,当摩擦因数为0.35、挤出通道直径为25 mm时,坯料挤出高度最大.     

多场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术

为了探索高致密、高性能、高精度、短流程和低成本的粉末成形固结技术,分别对温度场与应力场和电磁场、温度场与应力场等不同场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术进行了研究.利用研制出的侧压力直接动态测量装置,揭示了温度场与应力场耦合作用下的铁基粉末致密化机理,并在此基础上,实现了对温度场与应力场耦合下的粉末成形过程的数值模拟,确立了温度场与应力场耦合下铁基粉末的成形固结工艺.同时,研制出了一套电场、磁场、温度场与应力场多场耦合的粉末成形固结设备,确立了铁基、WC基等粉末在多场耦合作用下的成形与烧结工艺,揭示了多场耦合成形的烧结机理,实现了对电磁场、应力场耦合下的温度场的数值模拟.     

厚板带直角边缘凸台类零件挤镦复合工艺研究

通过对带直角边缘凸台零件进行工艺性分析,提出了挤压工艺与镦挤工艺相结合的工艺方法.采用刚塑性有限元分析方法,运用Deform-3D有限元分析软件,对带直角边缘凸台挤压及镦挤过程分别进行了数值模拟.模拟结果表明:采用挤镦复合工艺能够获得带直角边缘的凸台;在挤压凸台过程中,反顶杆凸起高度越大,凸台边缘圆角越小,越有利于带直角边缘凸台的成形;反顶杆凸起高度越小,凸台孔壁与端面越容易出现破裂等缺陷.根据数值模拟结果设计并制造了一套挤镦凸台试验模具,对挤镦凸台过程进行了试验验证.结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;增大凸模圆角半径和使用润滑油能有效地减少裂纹的产生.     

35CrMo曲轴热成形材料模型的研究

本文通过对大型曲轴用钢３５ＣｒＭｏ 的热力模拟试验和数据处理,探讨了曲轴弯曲镦锻的热成形机制,研究了变形温度、应变速率等参量对３５ＣｒＭｏ 钢应力应变关系和再结晶特征的影响。建立了该类钢热成形的材料模型、给有限元数值模拟曲轴弯曲镦锻热成形过程提供了基本数据,也为大型曲轴热成形力能参数和温度制度的合理确定提供了科学依据。材料模型的确定,对于研究热成形实质,预报与控制工艺质量和产品质量乃至新工艺开发都有重要意义。     

元素粉末Ti,Al热压致密化过程分析

采用热模拟手段研究了温度为８００ ℃时元素粉末Ｔｉ，Ａｌ 在热压过程中的致密化行为，测定了元素粉末Ｔｉ，Ａｌ 在热压中后期的各种力学曲线，并获得了此时材料的致密化方程及应力应变速率方程．结果表明：热压初期，由于元素粉末Ｔｉ，Ａｌ 反应后压坯强度很低，大量的致密化在加压后的短时间内完成；热压中后期，由于压坯强度的提高，致密化进入由扩散蠕变控制的缓慢阶段，且在该阶段元素粉末Ｔｉ，Ａｌ 的致密化行为近似遵循线性粘性体关系．     

刚塑性变形模拟的相似条件

本文根据相似理论确定了刚塑性变形模拟的相似条件,选取按比例缩小的模型,对塑性成形过程进行计算机模拟,计算了圆柱体镦粗和平面应变镦粗两个实例,为扩大计算机模拟的应用范围,提出了一种新的途径.     

Ti6Al4V合金粉末高温高压成形过程中粉固界面及其耦合变形研究

通过数值模拟和热等静压(HIP)试验,研究Ti6Al4V合金粉末热等静压成形过程中与包套的接触状态,建立热等静压力学模型以及摩擦因数的力学方程,基于数值模拟结果,根据粉末致密化理论就接触模型对摩擦因数、相对密度、相对位移的影响进行分析和讨论。研究结果表明:在热等静压过程中,Shima模型对描述Ti6Al4V合金粉末的致密化过程具有较高精度,圆柱试验件尺寸数值模拟结果与试验结果的相对误差在5%以内;Stick-slip模型对于摩擦因数的变化过程以及相对位移的变化趋势的预测结果与实际一致,摩擦因数稳定值为0.15;Bilinear模型对于相对密度变化趋势的预测结果与实际一致,相对密度误差为1%;采用Stick-slip模型可以准确地预测包套的变形及粉末的致密化过程。     

316L粉末热等静压致密化过程数值模拟

为研究金属粉末热等静压（HIP）的致密化行为,采用Perzyna黏塑性流变模型,用有限元软件（MSC.Marc）实现316L粉末HIP过程的数值模拟.分析了粉末体在不同时刻的流动行为,同时研究不同阶段的致密化机制、压坯最终相对密度的分布及其变形.与试验结果对比表明：压坯的相对密度分布、变形趋势与试验结果符合得较好,尺寸...     

模壁润滑对铁基粉末制品力学性能的影响

以成分为Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)雾化粉末为原料,分别使用聚乙二醇为模壁润滑剂,硬脂酸为粉末润滑剂进行压制。对比了模壁润滑与粉末润滑对模压制品的力学性能影响。研究铁基高温合金粉末模压成形致密化过程中的影响因素和作用机理。研究结果表明:粉末润滑有助于在低压条件下颗粒的重排和致密化,但是其本身占据了压坯的体积从而限制了致密度的进一步提高;采用模壁润滑避免了粉末中混入有机物,使得制备高致密材料成为可能;粉末的退火软化有助于压制成形,并提高合金的致密度;在较高压力下,使用模壁润滑的样品颗粒之间结合更为紧密,孔隙明显减少,这是导致其力学性能提高的主要原因。     

Investigation of compaction and sintering behavior of SiC powder after ultra-fine treatment

Silicon carbide ceramics were prepared with SiC powder treated by the fluidized bed opposed jet mill as raw materials, and the effects of the ultra-fine treatment mechanism on the compaction and sintering behavior of SiC ceramics were investigated. The results showed that the compacts had higher density and microstructure homogeneity when the sintering temperature of the compact was decreased; and that the surface microstructure, densification and mechanical properties of the sintered body could be ameliorated obviously.     

温压过程致密化机制探讨

从温压的压制压力、压制温度、压坯中铁粉颗粒的显微硬度和润滑剂在压坯中的分布等方面对温压过程致密化机制作了分析．结果表明,温压过程中铁粉的固结规律基本上与传统压制过程的相同．温压压坯密度比传统压制提高的值相当于相同压制压力下有效压制压力的增大．温压温度的作用在于延缓铁粉压制过程的加工硬化程度和提高铁粉的塑性变形能力．润滑剂在最佳的温压温度下具有粘流性,部分被挤出压坯,有效地减小铁粉颗粒之间及颗粒与模壁之间的摩擦,降低了脱模压力．     

SiC_W／ZTA（Y）陶瓷基复合材料致密化过程的研究

用粉末冶金制备ＳｉＣＷ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料．致密化是工艺的关键．本文研究了ＳｉＣＷ／ＺＩＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料热压致富化的基本过程，发现晶须补强陶瓷基复复合材料的致密化可分为快速致富化、致富化减速、趋于终极密度等三个阶段．分析发现，热压工艺对陶瓷复合材料的终极密度有重要的影晌．虽然ＳｉＣ晶须对陶瓷材料有良好的补强作用，但晶须的存在明显地阴碍复合材料的致密化．优化热压工艺就可以获得致富化程度高、基体晶粒不粗化的陶瓷复合材料．     

合金元素Cu对铸铁短纤维烧结特性的影响

采用在铸铁短纤维中加入铜元素的方法．研究了合金元素Ｃｕ对铸铁短纤维烧结体致密度、显微组织、相组成和性能的影响．铜元素的加入，在一定的铜含量区间内可引起铸铁短纤维烧结体发生膨胀．但与Ｆｅ—Ｃｕ粉末压坯相比．其膨胀量和产生最大膨胀的Ｃｕ含量均减小．铸铁短纤维发生异常膨胀的机制是富铜液相向γ中的体扩散．     

机械活化粉末制备W-Cu合金的微观组织

为了改善制备工艺和提高W-Cu合金的密度与性能,对原料粉末进行了机械活化处理,通过成形和烧结制备了W-Cu合金,考察了活化后粉末的变化,观察了合金的烧结组织并测量了密度.结果表明,机械活化能增大钨铜粉末的表面能和晶格畸变能,有效地促进烧结,改善烧结组织;烧结体中存在大量团絮状组织,团粒内部钨颗粒主要以固相方式烧结在一起,而团粒之间则以液相烧结为主.烧结组织细密、均匀,相对密度达98%以上;烧结组织中钨铜两相在微米尺度下仍然结合良好,部分界面出现了互溶.     

TiH2粉末制备钛合金的烧结脱氢规律及工艺

 以TiH₂粉末为原料,通过压制成型和烧结工艺制备粉末钛合金,不同于传统钛粉末冶金方法。通过热分析和热膨胀技术研究不同球磨粒度TiH₂粉末的脱氢和收缩规律,以此入手研究了TiH₂粉末压坯和TiH₂-Al-V粉末压坯的烧结致密特性,以及影响烧结过程的主要工艺因素,包括烧结温度、烧结时间、升温速率、压坯密度、压坯成型方式、合金体系,并对烧结组织进行了分析。结果表明,TiH₂粉末球磨后脱氢温度降低,粉末越细,开始温度越低。TiH₂粉末压坯在烧结过程中脱氢后获得新鲜钛,其易发生黏接并引起α-Ti的强烈收缩,这时烧结体很容易致密,并获得相对密度大于99%坯体;相比之下,TiH₂-Al-V粉末压坯烧结时因为合金元素的溶解,不如纯TiH₂粉末压坯的烧结容易致密。TiH₂-Al-V粉末经过成型、烧结脱氢可获得典型的层片状α+β钛合金组织,合金元素分布均匀。     

Effect of sintering on the relative density of Cr-coated diamond/Cu composites prepared by spark plasma sintering

Cr-coated diamond/Cu composites were prepared by spark plasma sintering. The effects of sintering pressure, sintering temperature, sintering duration, and Cu powder particle size on the relative density and thermal conductivity of the composites were investigated in this paper. The influence of these parameters on the properties and microstructures of the composites was also discussed. The results show that the relative density of Cr-coated diamond/Cu reaches ~100% when the composite is gradually compressed to 30 MPa during the heating process. The densification temperature increases from 880 to 915℃ when the diamond content is increased from 45vol% to 60vol%. The densification temperature does not increase further when the content reaches 65vol%. Cu powder particles in larger size are beneficial for increasing the relative density of the composite.