复杂盘饼类锻件等温精密塑性成形数字化设计

以铝合金环形座锻件为例,采用数字化技术进行了复杂盘饼类锻件等温精密成形工艺及模具的设计,实现了模具设计制造的一体化,提高了模具的设计质量和加工精度,缩短了模具设计和制造的周期,降低了生产成本．通过有限元模拟和实验相结合,分析了复杂盘饼类锻件成形时的金属流动规律,研究了成形方案对成形质量的影响,并采用优化工艺获得了尺寸精度高、质量合格的7A09铝合金复杂盘饼类锻件．研究结果表明,采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的折叠缺陷．     

变形条件对2618铝合金等温成形工艺的影响

为控制2618铝合金等温成形效果,利用Gleeble-1500型热/力模拟实验机,采用正交实验法研究了变形温度T、应变速率ε和变形程度ε对变形抗力的影响,实验表明:T=430℃,ε=(4～8)×10-3 s-1,ε=40%为最佳等温变形条件.     

LD5 高筋薄壁锻件的等温锻造工艺研究

依据ＬＤ５铝合金等温锻造成形高筋薄壁锻件的工艺，在实验室对引入形变热处理的必要性及其工艺规范进行了探讨。对比分析了润滑剂类型、变形温度、保温时间和压力机速度等工艺参数对材料成形性能及组织性能的影响。研究表明，在较低温度下的预变形毛坯，在再结晶温度以上进行锻造，将发生回复和再结晶使晶粒细化，从而达到降低变形抗力、提高塑性、改善充填性之目的。扩展了ＬＤ５成形复杂高筋薄壁锻件的应用范围。     

2618铝合金等温成型工艺中粗晶问题的研究

结合Z-9机后摇臂模锻件等温成型生产工艺，利用Gleeble-1500型热模拟实验机和XJG-05型金相显微镜对2618铝合金模锻件的显微组织进行分析，研究了变形温度、变形程度、应变速率对晶粒尺寸的影响，确定了合理的工艺参数，解决了目前实际生产中存在的粗晶问题．     

基于有限元分析的铝合金等温挤压工艺设计

常规挤压条件下(推杆速度不变)，热挤压件的微观组织(例如亚晶粒)沿长度方向的分布是不均匀的，为了控制(或减少)这种不均匀性，工业界常采用等温挤压工艺，即挤压过程中根据所测的挤压件表面温度去调整推杆速度或对坯料进行梯度加热，研究了如何使用商用有限元软件去设计推杆速度曲线，并比较等温挤压工艺和常规挤压工艺在挤压载荷、温度以及亚晶粒尺寸分布等方面的不同。     

7075铝合金锻件表面气泡分析

铝合金制品表面缺陷是造成制品报废的主要原因之一。采用光学显微镜（optical microscopy,OM）、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱仪（energy disperse spectroscopy,EDS）等检测设备,对7075铝合金挤压棒材经锻造热处理形成的气泡缺陷进行研究。研究结果表明：7075铝合金锻件表面气泡是表皮分层气泡,而非表面夹杂气泡;由于基材加工过程中存在空腔、分层或裂缝,热处理后的冷却过程中空腔压力增大,导致结合薄弱的晶界形成破坏性裂纹,最终以气泡形式表现出来;轧制、挤压、热处理过程中应注意工艺参数的合理性,适当控制生产工艺与热处理温度,有利于减少或消除表皮分层气泡。     

7050铝合金航空锻件热锻成形穿流缺陷分析

以7050铝合金航空锻件热锻成形为研究对象,利用数值模拟及实际生产试验研究了锻件成形的穿流缺陷问题,分析了穿流缺陷的形成机理及其影响因素.研究表明:穿流缺陷取决于多种因素,包括锻造方式、设备工作速度以及模具结构等;在锻件穿流区域,因为金属的剧烈变形以及局部温度升高,晶粒之间大量地聚集再结晶,晶粒调整取向、合并连接成大片状而形成粗晶;相比常规热模锻,在等温模锻工艺下,锻件筋部更容易填充,锻件流线分布更合理;常规热模锻工艺下,设备工作速度越大,锻件形成穿流缺陷的机率也越大;随着模具水平凸圆角半径的增大,成形结束时腹板处金属流向模具飞边的平均速度呈减小趋势.     

锌铝合金等温时效硬化特性

利用X射线衍射、显微硬度测量实验手段探索了Zn-Al合金在固溶时效特性的研究。结果表明：锌铝合金在固溶时效过程中过饱和固溶体α's将发生分解,析出η-Zn相,使合金的显微硬度发生变化,Zn含量及时效温度决定Zn-Al合金过饱和固溶体的分解速度及合金等温时效硬化特性。     

直齿轮的精密挤压成形工艺研究

金属塑性成形技术是一种先进的制造技术。其优势较传统的制造技术十分明显。在本文中，对直齿轮的塑性成形技术进行了研究。重点分析了直齿圆柱齿轮的精密塑性挤压新工艺，即分流成形原理及精密成形加工方法。     

油泵齿轮轴精锻成形工艺研究及缺陷分析

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因:角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一,由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性,其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况,提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流,并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力,保证齿形良好填充,降低成形载荷,并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性.     

A phenomenological constitutive equation for Rene 95 PM alloy and its application to isothermal forging process of turbine disk

The flow behavior of Rene 95 PM alloy was studied from 1050 to 1150℃ with strain rate of 1×10-3, 1×10-2, 1×10-1 and 1s-1. At a given temperature and strain rate, flow curves exhibit a peak followed by flow softening up to a steady state. Moreover, at constant strain, flow stress increases with increasing strain rate and decreasing temperature. An equation relating hyperbolic sine of flow stress to hot working parameters, such as strain, strain rate and temperature, was established by using multiple nonlinear regression method. A very good agreement was found between predicted and experimental flow stress in all the strain range investigated. Application of the constitutive equation in predicting forming loads and flow behavior and temperature distribution in both upper and lower dies in an isothermal forging process of turbine disk of large dimension (about 630mm) by means of a finite element code was systematically analyzed.     

等温自由锻温度对7085铝合金组织与性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析和室温拉伸力学性能及剥落腐蚀实验,分析探讨等温自由锻温度对7085铝合金显微组织、力学性能和剥落腐蚀的影响.研究结果表明:在370℃和400℃等温自由锻时,合金发生严重再结晶,强度较低,伸长率稍高,剥蚀抗力较差;在420℃锻造时,合金出现大量细小且分布均匀的亚晶粒,抗拉强度、屈服强度、伸长率和剥蚀抗力均较好,分别达到533.2 MPa,495 MPa,13.3％和EA.在450℃锻造时,该合金的晶粒开始长大,强度下降,伸长率稍有升高,剥蚀抗力较差.综合考虑显微组织、强度、塑性和剥落腐蚀等因素,确定420℃为合金等温自由锻最佳锻造温度.     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM‐3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

直齿内齿轮冷精锻成形工艺研究

文章系统研究了直齿内齿轮冷精锻成形工艺,并在原有工艺的基础上提出了改进后的新工艺,分析了内齿轮在冷精锻过程中金属的流动规律,得到了保证轮齿充满模具型腔的合理坯料尺寸;运用数值模拟方法,研究了冲头入口角、摩擦条件和模具关键过渡圆角的改变对内齿轮成形过程中工作载荷、有效齿长、模具寿命、金属流动和等效应变的影响,为生产实践提供理论依据和技术指导。     

双级时效对1933铝合金锻件组织和性能的影响

采用电导率测试、常温力学性能测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和正交试验等手段,研究双级时效对1933铝合金锻件力学性能、抗应力腐蚀性能及微观组织的影响.研究结果表明:与T6态相比,通过合适的双级时效制度(110℃/6 h+160℃/8 h或120℃/12 h+160℃/6 h),锻件的抗拉强度和屈服强度分别下降3.8%和1.0%,电导率却提高了19.5%,抗应力腐蚀性能显著提高.双级时效中第2级时效温度是控制锻件性能的关键因素,通过合理的双级时效制度,机体中的沉淀相细小弥散,晶界上的η相粗大且不连续,使得锻件具有良好的综合性能.     

718合金轴类锻件径向锻造工艺模拟

利用Forge模拟软件对718高温合金在径向锻造过程中温度场、等效塑性应变场、最高温度变化和散热情况进行了研究。在第一道次,坯料升温集中在表面至距离心部1/2半径处;第二道次后心部成为温度最高部位,且心部温度较之前趋于均匀,心部温度最终比初始温度升高约45℃;坯料最高温度在径向锻造过程中先升高而后略微降低;在所有散热形式中,热辐射是坯料散热的主要方式;对等效塑性应变的模拟发现,坯料在第二道次锻造后已被锻透。现场取样观察与模拟结果对比显示,模拟结果具有可信性。     

铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限的预测

失稳起皱是铝合金薄壁矩形波导管绕弯成形过程中的主要缺陷之一,严重制约着薄壁矩形管绕弯成形极限的提高。笔者采用有限元数值模拟结合正交回归分析的方法,建立了薄壁矩形管绕弯成形起皱波纹度回归预测模型,并通过实验验证了该模型的可靠性;在此基础上推导出了基于失稳起皱成形极限的解析模型。研究获得了芯头个数、防皱块与管坯间隙及芯模与管坯间隙对起皱极限的影响规律,并获得了铝合金薄壁矩形管绕弯成形起皱极限图。该研究为提高实际生产中薄壁矩形管绕弯成形质量提供了依据和指导。