Hastelloy G3管材热挤压模具磨损有限元分析

基于修正的Archard磨损模型,利用DEFORM-2D有限元软件分析了镍基耐蚀合金(Hastelloy G3)管材热挤压成形时挤压工艺参数对模具磨损的影响规律. 结果表明,挤压模具的磨损主要集中在锥模出口处. 模具最大磨损深度随着挤压速度、坯料预热温度的升高而降低,随摩擦因数的增大而升高. 模具表面磨损深度随着模角的增大而升高. 最佳热挤压工艺参数是:挤压速度200mm·s-1,坯料预热温度1180℃,摩擦因数0.05,界面换热系数5N·mm-1·s-1·℃-1. 此时,模具最大磨损深度为0.0515mm,模具可重复使用20次.     

Cr12MoV钢组织与性能的研究

Cr_(12)MoV钢具有很好的淬透性,淬火后在300～400℃回火仍有较高的强度、耐磨性和韧性相配合,且其体积变形很小。为此广泛应用于制造形状复杂的模具和量具。但由于钢中存在合金元素较多,加热时,不同淬火温度,奥氏体晶粒度不同,碳化物溶入基体也不同,淬火后得到的马氏体针大小和残留奥氏体量也不同,从而显著影响钢的机械性能和工模具的磨损及寿命。不同的工模具对性能要求各异,为此许多资料对Cr_(12)MoV钢推荐的淬火温度范围较宽:950～1000℃、950～1130℃、980～1020、1020～1040℃。随淬火     

超塑成形与渗钒复合工艺及其应用

对六方螺母冷镦凹模进行了超塑成形与渗钒复合工艺的试验研究,结果表明：采取逐渐增速的超塑挤压成形工艺,可使模具型腔表面获得均匀一致的渗层厚度,渗层钒化物呈粒状组织,模具寿命较普通渗钒提高了２５％,模具成本明显降低。     

气门顶杆热挤压模具的寿命分析

分析了气门顶杆热挤压工艺及模具失效形式 ,电镜观察显示犁削磨损和热疲劳龟裂形成剥落坑是模具失效的主要原因。为此分别采用高速钢、基体钢和钢结硬质合金作为凹模镶块材料进行生产试验 ,结果证明钢结硬质合金镶块模具的使用寿命明显高于其它模具钢 ,能满足实际生产要求 ,但高温润滑仍是亟待解决的问题。     

铜线拉丝模具的优化设计

针对当前铜线拉拔过程中,铜线拉丝速度提高,模具磨损加重的问题,通过对铜线拉丝模具的几何尺寸和金属丝塑性变形的数学分析,基于经典的上界定理,建立数学模型,求解在铜线拉拔过程中,具有最小功率下铜线拉丝模具压缩区的最佳锥角,并估计其误差。采用拼合的凹模模拟铜杆拉拔过程,测得拉拔因子,同时就模具的材质、润滑条件和拉拔力对最佳锥角的影响进行了讨论。研究表明,当铜线截面压缩率为20％～25％之间时,铜线拉丝模具压缩区的锥角2α控制在17°～20°的范围中为最优,此时铜线拉拔过程可有效减少模具磨损,延长了模具寿命。     

六方套热挤压模具设计

介绍了生产六方套热挤压模具的设计方法。利用挤压方法生产六方套 ,不仅提高了材料的利用率 ,而且提高了生产效率。     

多工序复杂复合模的工艺及结构设计

设计了一套复合模,解决了汽车车轴盖冲压一次成形的问题.分析了工件完成落料、拉伸、冲孔、翻边四道工序,一次冲压成形的工艺性,介绍了该复合模具的结构设计思路及装配工艺方法.突破了复合模只能完成三道工序的理念,在模具结构设计上有所创新,并给出了此类模具设计中结构参数的计算方法.     

一种延长铝挤压模使用期的热处理新工艺

本又认为角裂是铝热挤压模失效的主要方式。对有角裂的3Cr2W8V热挤压模的组织,断裂韧性进行了分析和测定,发现K_(IC)值低是角裂失效的主要原因。提出了能够提高3Cr2W8V热挤压模的韧性和使用期的热处理新工艺:在1150～1250℃高温淬火和低于500℃中温回火。结果使该类模具的使用期提高了1～3倍。     

铜锡合金接触线冷拉工艺配模道数研究

在接触线拉拔工艺中,拉拔模具与配模道数是铜合金接触线拉制工艺中的关键控制因素之一。本文通过采用上引连挤法制造的铜锡合金杆坯作为原材料进行拉拔,对比了三道次、四道次不同减面率的配模拉拔,生产出CTS120接触线产品。试验得出四道次配模拉拔过程中杆温平均在60℃~80℃,产品表面光亮,各项主要机械性能符合电气化铁道用铜及铜合金接触线的国家标准要求,且采用四道次配模拉拔,加大拉拔速率,从而提高了产品生产率、降低企业生产成本。     

基于双相钢板DP780弯曲试验的模具材料磨损性能

采用U形拉伸-弯曲成形试验方法研究了用于先进高强度双相钢裸板DP780的3种模具材料的磨损性能.结果表明:经过热扩散碳化物覆层(TD)处理的模具材料V4E及DC53的耐磨损性最佳;经过真空热处理的模具材料DC53的耐磨性能较差;对于经TD处理的V4E及DC53,模具的磨损主要集中在凹模圆角入口0°~15°区域,而对于真空热处理的DC53,模具在凹模圆角和法兰处均出现了严重的磨损.     

DP780高强钢板的弯曲凹模圆角曲形优化

针对冲压成形过程中模具磨损及零件表面黏模等问题,以DP780高强度钢板U型弯曲成形为例,采用有限元数值模拟及工艺试验相结合的方法,对弯曲成形模具凹模圆角区域进行磨损区域预测及凹模圆角优化设计。研究结果表明:基于FEM-Archard磨损模型预测的弯曲成形黏模区域与试验结果相吻合;凹模圆角和形状对模具圆角表面磨损深度影响很大,凹模圆角半径越大,磨损深度越小;偏差-椭圆弧比标准圆弧、椭圆弧具有更好的抗成形黏模性能。     

基于混合磨损模型的模具轮廓优化设计

针对成形过程模具的磨损剧烈,模具寿命低的问题,采用混合磨损模型对模具轮廓进行优化设计。以轮毂锻造成形过程中上模芯磨损为例,对上模芯轮廓进行分析,确定待优化的3个设计参数。根据黏着磨损、磨粒磨损及氧化磨损这3个磨损模型建立新磨损计算模型,并通过有限元软件数值模拟获取模具轮廓各处的磨损,以等磨损量作为模具轮廓磨损均匀的评判标准。在此基础上,以有限元软件数值模拟数据作为训练样本,采用BP神经网络建立上模芯轮廓设计参数与模具等磨损量的非线性映射关系。最后,结合训练好的函数映射关系和遗传优化算法,对轮毂锻模的上模芯进行形状优化设计,反求出磨损最均匀状态下的上模芯设计参数。研究结果表明:优化后上模芯等磨损量比优化前减少了29.65%,且最大磨损下降了12.59%,上模芯磨损更均匀且最大磨损量更小。     

模具温升对22MnB5硼钢裸板高温摩擦磨损特性的影响

采用自制板带式高温摩擦磨损试验机模拟实际热冲压条件下22MnB5硼钢裸板的高温摩擦过程,对模具进行预热,模拟了热冲压过程中的模具升温,并通过硼钢热冲压的摩擦因数、表面磨损形貌和截面图及基体组织图研究模具升温对硼钢裸板摩擦行为及机理的影响.结果表明:模具升温较低时,硼钢裸板与H13钢之间的摩擦因数基本稳定在0.5,其磨损机理以磨粒磨损和黏着磨损为主.当模具升温超过100℃,硼钢裸板摩擦因数随温度升高呈现下降趋势,在150℃和200℃分别为0.474和0.414,黏着磨损作用减弱.硼钢基体维氏硬度在室温至100℃基本稳定在430,随温度进一步升至150℃和200℃,硬度分别降至413.5和399.7,表明模具升温对成型件机械性能有显著影响.     

W18Cr4V钢热处理工艺比较分析

W18Cr4V是钨系高速钢的典型钢种,它是一种历史最久、应用最广的通用型高速钢,其化学成分及临界点见附表1。附表IW18Cr4V钢的化学成分及临界点W18Cr4V被广泛地用于制造车刀、洗刀、拉刀、铰刀、插齿刀、钻头、丝锥等工业刀具。此外还常用于高温轴承,以及某些要求特别耐磨的冷作模具,如冷挤攻模、冷墩冲孔模等。W18Cr4V钢制造刀具的加工路线是：下料、锻造成坯、球化退火～机加工～淬火一多次回火～精整（磨刃）。W18Cr4V钢中的合金元素含量很高,特别是钨的含量高达18％,钢中合金碳化物的数量很多,碳化物不均匀性较严重。高速钢…     

提高65Nb钢强韧性的热处理工艺研究

对新型冷作模具用钢６５Ｎｂ 进行了提高强韧性的工艺研究,结果表明：６５Ｎｂ 钢预先热处理采用经充分锻造后球化退火,最终热处理采用高温加热淬火后三次高温回火可获得高的强韧性。以１ １２０℃淬火＋ ５６０℃三次回火性能最佳,适合于用来生产连续工作并要求有足够红硬性的冷作模具,特别是冷镦模。     

冷挤压模具钢65Cr4W3Mo2VNb的试验研究

本文介绍了一种新型的冷挤压模县钢65Cr4W3Mo2VNb。这种钢的碳及合金元素含量较低,碱化物不均匀性得到改善,在获得高强度的同时并兼有高的冲击韧性。 这种钢的锻造和热处理工艺简便。淬火温度范围较宽,回火后具有二次硬度,并有较高的热稳定性,可以进行气体软氮化。 生产实践表明,这种钢用于制造冷挤凸模,基本上克服了高速钢凸模容易折断和碎裂的现象,使用寿命稳定,并有显著提高。 新钢种作为冷挤压模具用钢,既节约了合金元素,降低了成本,又提高了模具寿命,具有推广价值。     

10Ni3MnCuAl钢的超塑性及其应用

新型塑料模具钢ＰＭＳ镜面钢在６３０～６７０℃变形温度范围内和较宽的应变速率范围内具有较好的超塑性能。在最佳变形条件下利用该钢进行精密塑料电话机按键模的超塑成形，可一次成形出精度较高的模具，证明其有较好的应用效果。     

端盖热挤压成形方案优化设计及多目标模具磨损失效的分析

为了优化端盖零件的成形质量,为端盖零件的实际生产加工提供理论依据,本文设计采用模拟端盖零件的2种成形方案及过程,对最优方案利用追踪点的方法获取符合加工挤压件要求的直径,并基于正交试验与数值模拟技术研究多目标参数对凸模模具磨损的影响以及凸模磨损的具体位置,最后利用反求法探寻加工后凸模是否发生损坏或者继续加工是否会造成凸模损坏。模拟结果表明:利用方案一成形方法加工端盖零件效果最好,Φ27. 54、Φ27. 62两种直径下端盖的成形效果最为理想,符合加工要求;端盖在热挤压成形过程中以凸模磨损深度为判断依据的最优水平为C1D4组合,即挤压速度为100 mm/s,凸模初始硬度为60 HRC;挤压速度为100 mm/s时凸模的抗磨损能力比300 mm/s时提高1. 3倍以上;凸模初始硬度为60 HRC时其抗磨损能力比52 HRC时提高1. 3倍以上,在很大程度上增加了模具使用寿命; P3、P6点位置的凸模磨损最严重,但模具的表面压强、表面温度等均符合加工要求,故凸模磨损符合生产要求。上述结果表明:本文端盖热挤压成形的优化设计符合生产加工要求。     

高抗挤套管磨损后的外压失效行为分析

采用Abaqus软件,通过有限元模拟分析方法,按照月牙形磨损模型,对我国深井、超深井中广泛使用的140 ksi(965 kPa)钢级Φ244.5 mm×11.99 mm、110 ksi(758 kPa)钢级Φ339.7 mm×12.19 mm和Φ244.5 mm×11.99 mm等3种高抗挤套管在0到70%之间不同磨损率下的挤毁失效行为和挤毁强度变化规律进行了分析,得到了不同磨损率下套管的挤毁失效类型和挤毁强度数据。研究发现磨损在改变套管几何形状的同时,也使套管的挤毁失效行为发生了变化,从而使其剩余挤毁强度值的计算变得复杂。原本为塑性挤毁的Φ244.5 mm×11.99 mm110 ksi(758 kPa)套管在磨损后转变为以弹性失稳为主;原本为过渡挤毁的Φ244.5 mm×11.99 mm140 ksi(965 kPa)套管,当磨损率小于50%时,其挤毁失效类型为过渡挤毁,当磨损率大于50%时,其挤毁失效类型转变为弹性失稳;原本为弹性挤毁的Φ339.7 mm×12.19 mm110 ksi(758 kPa)套管在磨损后依然为弹性挤毁,但磨损加剧了其结构的不稳定。3种套管磨损后的剩余挤毁强度都低于原本失效模式下的挤毁强度值。     

冲裁模刃口尺寸的自动计算与标注

根据模具刃口尺寸磨损后的变化情况,识别出模具刃口尺寸的磨损类型,自动选择相应的计算公式,计算出凸、凹模零件上的刃口尺寸及其公差,并在相应的零件图上进行自动标注,从而实现了模具CAD系统中凸、凹模零件刃口尺寸计算与标注的自动化.