数值模拟技术在高铁用7050铝合金型材挤压中的应用

采用Hyper Xtrude软件模拟了高铁用7050铝合金结构型材的稳态挤压过程.模拟结果显示型材筋板中部流动速度较慢,导致型材上下大平面与筋部连接处产生凹陷.随后的万吨挤压试模生产证明型材确实存在此缺陷,并存在焊合不良的现象,且型材筋板壁厚超差.试模结果证明模拟结果是准确的.该方法将有望实现挤压模具的"零试模"目标.     

热挤压工艺对Ti-6Al-4V钛合金组织与性能的影响

研究了挤压温度和挤压比对Ti-6Al-4V钛合金挤压型材显微组织、织构及力学性能的影响.挤压温度在相变点Tβ以上150～350℃、挤压比λ为25～85范围内时,型材动态再结晶均已完成,形成均匀的魏氏组织.型材的晶粒随挤压温度的降低和挤压比的提高而细化.型材织构在挤压比较低(λ=25)时强度较弱且为随机分布;当挤压比增加时,织构增强并有形成(1219)面纤维织构的趋势;当挤压比提高至85时,形成完整的(1219)面纤维织构.由于织构与晶粒细化的共同作用,使不同挤压条件下得到的Ti-6Al-4V钛合金型材综合力学性能比较稳定,即强度差异均不大于35 MPa,且延伸率和断面收缩率差值均不超过3%.     

一种挤压铝型材自动牵引中断设备的设计及应用

在铝型材挤压过程中,铝型材从挤压机挤出后长度较长,且米重不等。为了防止型材挤出过程中偏离轨道及满足一定张力的要求,并减少型材的弯曲或扭曲,在铝型材冷却后需要用牵引中断设备匹配挤压机速度,同时准确无误地牵引到所需型材长度处,并进行锯切。设计开发了一种铝型材牵引中断设备结构,阐述了结构设计理念、具体结构组成以及实际应用等内容,采用理论联系实际的研究方法,最终产品已经试制完成,投入使用。一种挤压铝型材自动牵引中断设备辅助挤压生产顺利进行,满足了不同挤压工艺型材的生产需要,实用性较强,提高了企业生产效率。     

铝型材挤压模具的预变形设计

笔者结合多年铝型材挤压模具设计的经验,从铝型材挤压模具出现的挤压缺陷入手,介绍了一种预变形设计方法。通过论述几种典型型材的模具设计实例,表明了该设计方法的可行性,取得了较好的效果,克服了挤压缺陷的产生。     

铝合金挤压型材淬火模拟研究及工艺参数的改进

为了解决"U"形铝合金型材在喷水淬火过程中因冷却速度不均匀而导致型材截面变形的问题,基于FLUENT和ANSYS-WORKBENCH软件平台,建立了"U"形挤压型材在喷水冷却过程的有限元模型.分析了3种不同喷嘴速度大小方案下型材淬火冷却过程的温度场、残余应力和变形等变化规律.结果表明:经工艺参数优化后,型材截面上不同部位喷嘴速度大小设计更合理,淬火冷却过程中型材的温度场和等效应力分布更均匀,最大等效应力最小,型材的变形最小.通过有限元分析能较好地改进型材淬火冷却过程中喷嘴速度大小及分布,为实际挤压生产过程提供指导.     

复杂断面型材正挤压时的金属流动规律

本文研究了正方形、矩形、三角形、工字形、丁字形、梨形以及其它各种各样的复杂断面型材正挤压时的金属流动規律。实驗指出,在型材断面重心处(工字形型材除外),金属流动最快。对于工字形型材的大对称面而言,在两个翼缘和腹板的連接处,金属流动最快。由图2-7中可以看出,复杂断面型材挤压时的金属流动图形、死区的大小和形状等均此圓棒材的复杂。     

薄壁铝合金型材稳态挤压模拟分析和实验验证

采用HyperXtrude软件模拟了薄壁铝合金型材的稳态挤压过程.模拟结果显示型材的中心部位向上翘起,这是由于出口流动速度图中A区域的挤出速度明显快于其他区域导致的.随后的实验验证表明型材的中心部位确有向上翘起现象,测量结果表明试模实验挤出的型材平面度超差,属不合格产品,这证明模拟结果是准确的.HyperXtrude软件能够比较准确的预测挤压过程中型材各部位的流速和变形,这对于在早期设计阶段就能修正模具缺陷是至关重要的.     

铝合金圆管挤压成形的切线分流桥模具结构分析

挤压成形是铝合金产品成形的主要手段之一。对一般的空心型材制品,由于挤压成形本身的工艺特点,不可避免的会在产品表面产生挤压焊合线,影响到产品的表面质量。对圆管型材制品,给出了一种切线分流桥的结构,能够减轻甚至避免圆管表面出现明显焊合线;并通过数值模拟分析,发现了该种模具设计方案增加了金属在焊合室中的横向流动能力,有效的改善了金属挤压焊合的质量和流动均匀性。     

铝合金阳光房水槽型材的挤压模具设计与制造

通过对铝合金阳光房水槽型材的外形结构要求进行分析,介绍了该型材挤压模具的结构布局、模芯尺寸、型孔尺寸及模具工作带等设计要点,并以实际生产工艺论述了超长悬臂阳光房水槽型材的模具加工关键点。采用UG软件建立铝合金阳光房水槽型材挤压模具的3D模型,用高精度的CNC数控设备对该模具进行粗、精加工,有效保证了模芯、进料孔及下模焊合室的精度。线切割以基准面为水平面、工艺孔为中心分中加工,上、下模具同心加工且无误差。实验表明,采用先进的加工工艺、高精度的数控设备对水槽挤压模具进行加工,可以提高精度、减少误差,并且可以实现量产。     

退火温度对5A06挤压型材组织及性能的影响

通过对型材微观组织的观察及维氏硬度、晶间腐蚀和剥落腐蚀等的测试,研究了退火温度对5A06挤压型材组织及性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,晶粒发生了回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。当退火温度达到175 ℃时,型材发生低温回复,硬度变化不大,耐蚀性较差;在225～325 ℃退火,型材发生完全再结晶,硬度变化较明显,耐蚀性得到改善;当退火温度高于325 ℃时,晶粒长大,硬度略降低,耐蚀性变差。结合5A06挤压型材组织及性能研究可知,确定退火温度为225～325 ℃。     

6061铝合金滑板车导轨型材的质量控制

针对铝合金滑板车导轨型材制造过程中出现的质量问题,采用平模设计对铝合金挤压过程中出现的形位尺寸、缩尾与粗晶环等重大生产风险点进行了分析,并提出了降低铸锭上机温度、优化挤压模具结构等相应的控制措施,形成了质量控制方案,最终制备出符合用户要求的铝合金滑板车导轨型材产品。     

挤压工艺对汽车用铝合金型材组织与性能的影响

以汽车用超薄壁6005A铝合金为研究对象,研究在热挤压时,铸锭加热温度、挤压速度对其组织、力学性能和导电率的影响。结果表明,适当降低铸锭加热温度并提高挤压速度对6005A铝合金型材综合性能有一定的提升作用;挤压速度对型材导电率的影响较小,铸锭加热温度越高,导电性能越好。     

热处理状态和工艺顺序对铝型材弯曲回弹的影响

采用实验和数值仿真相结合的方法研究了材料热处理状态和工艺顺序对6063铝型材弯曲回弹的影响规律和机理.结果表明:型材绕弯变形区内外层材料分别为压应力和拉应力起主导作用,中性层附近材料为明显的拉-压两向应力集中区.外力卸载后,中性层存在很大的残余拉应力;挤压态型材经人工时效处理后绕弯成形回弹角将会变大.且随着人工时效时间的延长,内外侧材料最大拉压应力差变大,回弹角逐渐增大;弯曲型材后续经人工时效或电泳烤漆处理,产生二次回弹.且弯曲角度越大,热处理后回弹角会增大.进一步延长人工时效时间,弯曲型材的回弹角基本不变;弯曲型材的三种成形工艺顺序方案中,挤压态型材先经冷弯成形再紧接着进行人工时效和电泳烤漆处理总的回弹角最小.     

锌基合金挤压型材的组织与性能

对自行研制的一种锌基合金（可取代HPb59．1黄铜）的挤压型材组织与性能进行研究,并与某厂研制的一种锌基合金进行比较。结果表明：自行研制的锌基合金在挤压温度为350℃,挤压比为17．5和挤出速度为20mm/s的挤压工艺下可顺利实现挤压成形：挤压所得表链型材抗拉强度达到375MPa,切削性能良好,组织致密,表面质量好;挤压后合金组织为完全再结晶组织,其局部还出现再结晶晶粒聚集长大的现象;在人造海水中腐蚀30d后没有明显的晶间腐蚀倾向。     

X5214铝合金型材挤压过程的数值模拟

通过采用有限元法与有限体积法相结合,在MSC.SuperForge有限元商业软件上实现了挤压比λ=98.28的X5214铝型材挤压过程的数值模拟;对比了3种不同导流孔形状对型材挤出模口处z向的流速均匀性:获得该型材挤压过程的材料流动速度场、应力场和温度场分布图,并对金属的流动过程进行分析.模拟分析结果表明:对于X5214铝型材,采用对称导流模可获得较佳的流速均匀性.     

“FAST”反射面单元试验样机檩条用新型高强度铝合金型材热挤压工艺研究

分析了铝合金材料热挤压成形变形特点,对新型高强度铝合金型材挤压成形进行了实验研究,分析了温度对材料的应力应变的影响,不同变形速率下材料的应力应变规律,确定了新型高强度铝合金型材热挤压工艺参数。     

微滴喷射法制备植物乳杆菌微胶囊的试验研究

通过对6005A合金铸锭均匀化制度和挤压工模具结构进行调整,来改善挤压制品的晶粒组织结构,进而达到提高6005A铝合金汽车梁挤压制品的力学性能及稳定性的目的。试验结果表明,适当调整铸锭均匀化制度以及减少模具工作带长度,对减轻挤压制品再结晶层厚度有明显作用,即当铸锭均匀化制度调整到510 ℃、保温6 h,降低模具工作带长度至3 mm时,可明显降低挤压型材制品再结晶层厚度,使型材组织更加均匀细小。型材T6状态下屈服强度由274 MPa提升到298 MPa,抗拉强度由291 MPa提升到313 MPa,断后伸长率则由9%提升到15%,达到稳定辊弯加工成形性的目的。     

车用6061铝合金型材反向挤压生产工艺技术研究

针对汽车阀体用高品质6061铝合金型材反向挤压生产,研究了三组不同工艺参数对制品组织及力学性能的影响,根据实验及现场生产发现该类型材在45MN反向挤压生产中,当挤压温度500℃,挤压速度4.5mm/s,挤压后在线淬火配合人工时效获得了良好的制品综合机械性能。     

6061铝合金挤压型材性能影响因素分析

针对实际生产中T6状态下6061铝合金挤压型材性能不合格的现象,研究了成分、组织与固溶制度对其性能的影响规律。结果表明,影响6061铝合金挤压型材性能的因素主要是元素配比及合金固溶程度。当合金中Mg过剩时,虽能提高型材抗蚀性,但强度及塑性也随之下降。当固溶温度为510℃,随着固溶时间的延长,第二相在基体中的溶解度升高;当固溶时间为45 min时,随着固溶体温度的升高,力学性能呈现上升趋势,当固溶温度达到480℃时,合金强度明显提高。当固溶时间为45 min,随着固溶温度的提高,T6状态下6061铝合金挤压型材的强度总体呈现逐渐提高的趋势,而伸长率和电导率变化不明显.     

基于Altair HyperXtrude的空心铝型材挤压成型仿真模拟

以6063工业铝型材为研究对象,将建立好的三维模型导入有限元Altair HyperXtrude分析软件进行仿真模拟,获得金属流动的温度场、速度场、应力应变场及型材的形变场,研究其金属流动规律,预测实际挤压过程中可能出现的挤压型材缺陷.结果表明:当模具结构设计不当时,型材会产生严重的扭拧、波浪、弯曲和裂纹等缺陷;HyperXtrude可以准确地预测挤压模具初始设计方案中潜在的缺陷,实时跟踪描述金属的流动行为,揭示金属的真实流动规律,获得金属试验现场难以测量的物理量,及时对模具结构进行改进,缩短实际模具制造周期.