无取向硅钢冲裁过程中的组织和织构演变

无取向硅钢是电机铁芯所需要的重要软磁材料。目前，生产过程中主要借助冲裁工艺制备电机铁芯的叠片。冲裁工艺会使得无取向硅钢的切割边缘产生形变，从而导致其织构发生演变，进而影响叠片的磁性能。本文旨在研究无取向硅钢冲裁边缘的塑性形变机制，组织及织构演变机理。为了方便研究，本文首先借助钝化模具制备了在冲裁边缘具备较宽变形区域的圆形样品。随后，沿板材轧制方向和横向在圆形样品的冲裁边缘分别选取了一个观测点，并借助电子背散射技术（EBSD）分析了两个观测点的形变机制，组织和织构演变。研究表明两个观测点的形变机制和组织演变相似。由于形变机制相同，样品冲裁边缘两个观测点的织构演变规律也相似。钝化模具使得样品冲裁边缘明显的分为无弯曲，连续弯曲和整体弯曲三个区域。无弯曲和连续弯曲区域的主要形变机制是位错滑移，这一机制促进了{221}纤维织构的形成。整体弯曲区域主要处于冲裁边缘的端部，该区域的形变机制包括位错滑移和微观剪切带的形成，其中微观剪切带的形成导致该区域的织构由原始{111}纤维织构发生向{110}纤维织构的转变。     

基于Lemaitre模型的辊式冲裁工艺断面质量分析

为了准确表征材料变形中逐渐劣化的过程,引入考虑损伤与裂纹萌发的弹塑性本构模型.基于Abaqus/Explicit的二次开发接口,编写耦合Lemaitre损伤模型的用户子程序,根据算例验证其可靠性.通过反复加载-卸载拉伸试验并利用弹性模量变化法来获得损伤参数值.建立辊式冲裁工艺有限元模型,应用Lemaitre损伤模型来预测断面质量,并进行试验验证.分析冲裁间隙、模具磨损与板厚等工艺参数对断面质量、冲裁力及扭矩的影响.结果表明:前刃口断面质量总体上要好于后刃口,但光亮带具有一定的倾角;塌角区会随冲裁间隙增加而增大;模具磨损程度增加会导致毛刺急剧增大;最大冲裁力与扭矩会随着板厚的增大而增大.     

循环应力对高牌号无取向电工钢磁性能的影响

以30WGP1600无取向电工钢为研究对象,采用磁性测量仪检测循环拉应力对试验钢磁性能的影响规律,利用Bitter粉纹法、EBSD和TEM等分析手段,分别观察了不同循环应力下试样的磁畴、织构和位错结构的变化特征。结果表明,最大循环应力Smax小于材料的弹性极限强度(300 MPa)时,去除应力后试验钢的磁性能基本恢复;Smax≥300 MPa时,试验钢的磁畴结构和织构发生变化,磁性能开始恶化,其铁损P1.0/50、矫顽力和饱和磁致伸缩系数均随着Smax的增大而增加,而磁感应强度B50则随之降低,并且变化速率均越来越快。     

B1500 HS硼钢热冲裁过程的相变和冲裁精度

为了研究热冲裁零件微观组织及尺寸精度的变化规律,采用不同的冲裁温度和模具间隙比对B1500HS钢板进行了热冲裁试验.根据冷却曲线,研究了冲裁温度对硼钢组织转变和零件力学性能的影响;根据落料件的尺寸,分析了冲裁温度和模具间隙比对尺寸精度的影响;通过观察零件的断口形貌,分析了冲裁温度对断口质量的影响.结果表明:当冲裁温度一定时,落料件的尺寸随着模具间隙比的减小而增大;当模具间隙比一定时,落料件的尺寸误差随着冲裁温度的降低出现"正—负—正"的增长波动趋势;当冲裁温度为600~650℃或750~800℃时,落料件具有较高的冲裁精度;落料件的硬度随着冲裁温度的升高而增大,当冲裁温度为650~800℃时,落料件的组织为马氏体,硬度值HV约为550;冲裁断面光亮带的宽度随着冲裁温度升高而增大.     

退火温度和Si含量对无取向电工钢磁特性的影响

结合磁性能测试和微观组织观察,研究了Si含量和再结晶退火温度对无取向电工钢冷轧板磁性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,两组Si含量不同的无取向电工钢的晶粒尺寸增大,磁畴移动更容易,最大磁导率μ_(max)增加,铁损P_(1.5/50)随之降低,而磁导率μ_(1.5/50)则呈现先增加后降低的趋势,在800℃左右达到最大值。而当退火温度一定时,钢中Si含量越高,其铁损P_(1.5/50)、磁感应强度B_(5000)和磁导率μ_(1.5/50)越低,且仅当退火温度高于800℃时,含Si量高的无取向电工钢的最大磁导率μ_(max)更大。根据电机设计要求,可选择合适的无取向电工钢成分和退火工艺,以获得最优综合磁性能。     

无取向磁性电工钢退火工艺研究

无取向磁性电工钢是一种应用范围极为广泛的金属功能材料,主要用于制作小型家电和大型变压设备的软磁合金材料,其用途广泛、节能环保、需求量大,是日常应用极为重要的功能材料.本文从无取向电工钢退火时间、温度对磁性的影响分析入手,区分温度对不同结构占有率以及时间对晶粒尺寸大小、变化的影响程度,研究认为纤维组织完全消失和(111)面组织状态构成较弱时,磁感处于最高点,而磁滞损耗与铁损同步降低,对组织结构影响不大.通过对课题的研究分析,力求为推动相关领域的实践发展做出有益的探索与尝试.     

钛合金TC4低塑性滚压表面完整性的实验研究

以钛合金TC4为研究对象,选择表面完整性评价标准数据组(包括表面形貌、表面粗糙度、表面层显微硬度和表面残余应力)作为评价指标,采用单因素试验设计法,利用光学轮廓仪、显微硬度计和盲孔法残余应力测量仪获得低塑性滚压加工表面形貌、微观硬度分布和残余应力状态,对比分析了工艺参数(滚压速度、进给速度、液压油预压力和滚压道次)对低塑性滚压加工表面完整性的影响程度.结果表明:液压油预压力对滚压加工表面形貌、表面粗糙度及加工表面显微硬度和残余应力的影响程度最大,滚压速度的升高会增大加工表面粗糙度值,增加滚压道次会使加工表层硬化程度和残余压应力幅值变大;在设计实验范围内,钛合金TC4低塑性滚压加工采用高的液压油预压力和多道次加工可获得更优的加工表面完整性.     

冷轧无取向电工钢再结晶织构形成机制探讨

利用X-射线衍射技术测定无取向电工钢冷轧基体中各晶体学方向的点阵畸变储能和亚晶块尺寸,研究其微结构对再结晶织构的影响,并探讨了无取向电工钢中再结晶织构的形成机制.结果表明,形变储能和亚晶尺寸对再结晶织构的影响显著,"定向成核"再结晶织构形成机制是存在的.     

车削加工表面残余应力离散度的实验研究

在干切削和使用冷却润滑液切削的状态下,对45#钢进行粗、精车削,采用数理统计方法,对加工表面残余应力的离散性进行研究.实验结果表明:工件表面残余应力的离散是不可避免的;同一加工表面的残余应力具有一定的离散性,不同工件、不同加工条件下残余应力的离散程度不一样;粗加工表面的残余应力离散程度比精加工表面的大,干切削加工表面残余应力的离散程度大于湿切削;工件的残余应力离散程度都在一个有限的范围,因而可以通过制定残余应力公差来指导工件的加工和检测,以保证工件表面残余应力的控制精度.     

注塑工艺参数对塑料长尺残余应力的影响

利用Taguchi(田口)实验方法将注塑参数设计为L9实验矩阵,在不同注塑参数下进行数值模拟,找出在模具温度、熔体温度、注射速率及保压压力等工艺参数对注塑残余应力的影响程度.结果表明:所选的工艺参数对于注塑件残余应力的影响程度不一,通过优化参数可以将注塑残余应力值降低,从而达到注塑产品质量的提高.     

缓进给强力磨削深沟槽表面二维残余应力的试验研究

应用电阻应变计法研究了缓进给强力磨削产生的深沟槽侧面的表面残余应力,结果表明,磨削加工后的表面残余应力随加工条件变化而变化的,最大的残余压应力出现在最表面上,该最大表面应力随砂轮转速或工件进给速度增加而减小,随磨削深度或磨削宽度减小而增大,工艺参数增大时残余应力层的厚度增加,在缓进给磨削加工中采用低砂轮转速,低工件进给速度、小磨削深度或小磨削宽度是有利的。最后,必须用一个特殊的喷嘴采用增大压力的冷却液清洗砂轮端面。     

钛合金复杂型腔电火花加工工艺参数的试验研究

基于电火花成形加工的特点,对TC4钛合金复杂型腔的电火花加工进行了试验研究,分析了脉冲宽度、脉冲间隔及峰值电流等工艺参数对加工速度及电极损耗等工艺指标的影响.结果表明,峰值电流对工艺指标的影响较大,加工速度随峰值电流的增大和脉冲间隔的减小而增大.电极损耗随峰值电流和脉冲间隔的增大而增大,并随脉冲宽度的减小而增大.     

基于有限元法的振动时效数值模拟与分析

利用有限元分析软件ANSYS,模拟了圆管对接焊件的焊接过程,得到了焊件的残余应力场,在合理确定了振动时效工艺参数基础上,对焊件扭转振动方式的振动时效过程进行了数值模拟,分析和探讨了扭转振动方式的振动时效对消除残余应力效果的影响.模拟结果表明:在合理的振动时效工艺参数条件下,扭转振动方式的振动时效能有效减小和均化残余应力,残余应力的减小和均化效果随激振力的增大而增大.     

基于剪切修正GTN损伤模型的辊冲工艺数值模拟

在GTN模型基础上，考虑到微孔洞剪切变形对材料劣化的影响，建立适用于压应力状态的剪切修正模型。通过用户子程序接口VUMAT将与损伤耦合的弹塑性本构模型嵌入具有ALE法的有限元软件Abaqus/Explicit中。利用模拟拉伸与纯剪切试验拟合载荷-位移曲线以确定模型参数。将修正模型应用到辊冲工艺有限元模拟中预测断面质量，并进行试验验证。结果表明：前刃口为小间隙冲裁，塌角较小，光亮带较大但带有一定的倾角；后刃口为大间隙冲裁，塌角与断裂带较大，光亮带较小；裂纹会同时在前刃口凸模与凹模侧面萌发，而对于后刃口，会首先在凹模侧面产生。     

数控冲裁加工汉字技术的研究

数控冲裁加工在现代钣金加工中占据重要地位,但是运用此技术冲裁汉字在该领域还是一片空白.而汉字用线切割,激光打标技术等加工费用昂贵,对大尺寸字体的加工受机床尺寸和加工效率限制.为此,本文就汉字在数控冲裁加工中的自动编程技术做了详细研究,内容主要包括在DXF文件中读取汉字的字体参数,在VC环境下建立汉字特征轮廓曲线函数,最后生成冲裁加工字体用的G代码.该技术提出了一种大尺寸汉字加工的新方法,提高了加工效率和精度,减少了汉字字体图形的失真,扩大了数控冲裁的加工范围.     

不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性

论证了不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性.结果表明,不同晶面的这两项指标均与它们在极图上的位置有关,13个重要晶面对无取向电工钢磁感应强度的贡献依照以下次序降低: {100}-{310}-{411}-{521}-{210}-{110}、{431}、{321}和{211}-{221}-{332}-{433}-{111};而磁性各向异性则以{110}晶面最强,{111}晶面最弱,{111}晶面及其他晶面的磁性各向异性以{110}晶面的极点为中心呈放射递减状分布在反极图上.     

旋转超声加工对TiBw网状钛基复合材料表面残余应力的影响

为研究不同切削条件下旋转超声加工对材料表面残余应力的影响,选取硼化钛晶须(TiB whiskers, TiBw)网状钛基复合材料为实验对象,使用镍基电铸金刚石砂轮进行旋转超声加工,并分析了加工后材料的表面残余应力。结果表明：由于钛基复合材料具有网状结构和优异的高温性能,使切削热和微观相变产生的残余应力较小,磨粒机械作用产生的残余应力更大。随着超声振动的引入,磨粒高频冲击工件表面,使旋转超声加工工件表面残余应力均大于普通磨削。在主轴转速n=9 000 r/min,进给速度v_f=8 mm/min,加工深度a_p=25μm的加工参数下,旋转超声加工工件表面存在-540 MPa的残余压应力,随着主轴转速增大,残余应力显著减小,并且残余应力的影响层深度逐渐减小。超声振动的引入增大工件表面残余压应力,提高材料抗疲劳性能。     

边部冲裁对双相钢拉伸性能影响的实验研究

为研究边部冲裁对双相钢(DP590、DP780和DP980)拉伸性能的影响,采用冲裁和线切割2种方法制备实验试样.基于MTS793材料试验机,使用非接触式视频应变测量方法,在常温下完成静拉伸实验.通过材料的力学性能曲线,分析原始标距对拉伸性能的影响以及不同断面质量下拉伸试样的力学性能响应、颈缩过程与断口形貌.结果表明:原始标距减小,基本不影响屈服强度、抗拉强度和最大力非比例伸长率,而断裂总伸长率显著增大;冲裁试样与线切割试样在拉伸颈缩段存在较大差别,断裂总伸长率低于线切割试样,且随着冲裁间隙的增大而减小;DP590和DP780冲裁试样在非均匀颈缩和横向裂纹出现后,呈现折线状断口,而DP980冲裁试样则与线切割试样的剪切滑移型断口类似,颈缩时产生显著的剪切带.     

焊接工艺参数对锚拉管焊接残余应力的影响

为了实现不同焊接工艺参数下残余应力的预测,进一步优化相应的焊接工艺,采用数值模拟与试验对比方法研究锚拉管焊接残余应力.利用有限元软件ANSYS模拟T形焊接试件残余应力并与实测应力值作对比,验证了数值方法的准确性.在此基础上,对不同的焊接电压、电流和速度等焊接工艺参数下的锚拉管残余应力进行数值模拟和对比分析.结果表明,锚拉管焊接残余应力与焊接电压、电流呈正相关关系,焊接电流对焊根处纵向残余应力峰值影响较大;与焊接速度呈负相关关系,速度越大,沿焊缝方向上的纵向残余应力明显减小,分布更加均匀,当达到5mm/s时,会出现锚拉管未完全焊,应力峰值位置发生偏移的情况;焊接速度可作为主要的控制参数.基于分析结果,提出锚拉管断面纵向残余应力分布简化模型,以便给锚拉管焊接残余应力研究提供参考.     

浅议不锈钢管弧口冲裁模的设计

针对产品数量大,焊接精度要求较高的钢管组合件,不锈钢管弧口的加工精度和加工速度是保证钢管焊接精度和加工效率的关键因素.对不锈钢管弧口的加工,传统的加工方法是在砂轮机上采用手工磨削的加工方法.但该加工方法加工效率低,加工精度和加工安全性差.针对传统加工工艺的缺点,经过实践研究:用模具冲裁的方法加工不锈钢管弧口,取得了良好的加工效果.使用模具冲裁加工不锈钢管弧口,具有加工效率高,加工精度高,工件变形小,安全性好等特点.本文介绍了用模具冲裁加工不锈钢管弧口的新工艺,以及该冲裁模的设计与制造.