复合锻造工艺对非调质钢组织演变及耐磨性能的影响

试验研究了热锻与温锻相结合的复合锻造工艺对38MnVS非调质钢组织性能及摩擦学行为的影响.结果表明,复合锻造工艺为1 150～1 200℃热锻(25%变形量)+550℃温锻(15%变形量)时,锻后空冷获得铁素体-珠光体组织,珠光体团被弥散分布的铁素体分割细化;温锻过程使得珠光体团位错增殖,进一步提升非调质钢强度,测得试样抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和冲击吸收功(A_(KV),25℃)分别为969.6 MPa、750.2 MPa、36.8%、10.7 J;摩擦磨损测试结果表明,干摩擦条件下试样磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损,其平均摩擦系数稳定在0.45,质量磨损率4.610~(-8) g/(N·m)仅为传统锻造工艺制得试样的62.1%.     

喷雾预合金钢粉末热锻工农—10小拖末端传动主动齿轮研制报告

粉末冶金热锻是六十年代迅速发展起来的一项新工艺。它是采用普通粉末冶金方法,将金属或合金粉末制成一定尺寸、形状和重量的预成形坯,经过烧结,然后加热锻造(简称烧结锻造)或者不经烧结而直接加热锻造(简称粉末锻造)成产品形状。粉末冶金热锻工艺吸取了锻造工艺的特点,通过加热锻造的途径,大大捉高了粉末冶金制品的密度,从而使粉末冶金制品的性能提高到接近甚至超过同类锻钢的水平,从根本上克服了普通粉末冶金制品由于存在大量的孔隙而满足不了高强度零件性能要求的缺陷。然而,     

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。     

粉末烧结体热复压变形力的工程计算

阐述用机械压力机进行粉末热锻时Fe-0.22C粉末烧结体热复压变形力的工程计算.在相同温度下进行粉末烧结体热复压,锻造力的增加往往使锻造密度也增加.介绍了粉末烧结体热复压试验用的设备、材料及方法.通过热复压变形测定了一定锻造温度下的真实屈服应力σs.根据Kuhn关于多孔预制坯的屈服准则和热复压时的应力应变关系提出复压力的理论公式,可导得简化的热复压变形力的工程计算公式.本公式对粉末锻造实际生产有一定的实用意义.     

汽车转向节锻造成形工艺的有限元分析

文章提出了卡车转向节卧式-火锻造成形新工艺,基于刚粘塑性有限元理论,对转向节的一火锻造成形的各个工序建立了三维热力耦合有限元模型;利用大型有限元分析软件对各成形过程进行数值模拟,优化得出制坯的合理毛坯形状和尺寸、预锻及终锻金属流动过程、应变分布和载荷-行程曲线分布;数值模拟结果与实验结果吻合,数值模拟为工艺制定和模具设计提供了可靠的理论依据.     

基于TOPSIS和CRITIC的齿轮坯闭式热模锻工艺方案评估

目的 基于热力耦合机理,应用模型数值仿真和多参数化的评价机制,实施方案寻优,从而提升齿轮坯闭式热锻工艺的设计效率和成形质量。方法 基于DEFORM仿真软件对某工程齿轮坯锻件的3种闭式热模锻成形工艺方案进行CAE仿真分析,研究其金属塑性流动规律,并采用TOPSIS(Technique for Order Preferences by Similarity to Ideal Solution)和CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)相结合的方法,构建以应变、应力、载荷、充填性、磨损等8个评价指标的评估模型及权值计算方法,进行工艺方案评估。结果 通过仿真可以发现不同的预锻方案,金属塑性流动方式不同,成形结果不同,其中方案1未填满,成形有毛刺,受载不均匀,模具损伤值较大;方案2受载均匀,填充饱满,模具磨损深度大,等效应力大;方案3成形质量较好,但受载不均匀,且同样模具磨损深度大,等效应力大;综合考虑锻件成形质量和模具使用寿命,通过指标同向标准化处理、权重计算,得到方案1、2、3贴近程度分别为0.446、0.511、...     

挤压锻温度对固态再生H11钢组织和性能的影响

以回收的H11钢车削屑获得的粉末为原料, 利用粉末压坯和挤压锻工艺制备样品, 并结合拉伸实验、硬度测试、XRD,SEM,TEM等分析手段, 研究了1100~1220℃不同挤压锻温度对固态再生H11钢组织结构和力学性能的影响. 结果表明:样品固结效果良好;挤压锻温度为1220℃时, 材料密度可达95.8 %;挤压锻温度达到1140℃后,基体中析出Fe₇C₃相; 随着挤压锻温度从1100℃升高至1220℃, 沿挤压方向的硬度从2.5GPa增加至4.4GPa, 抗拉强度从451MPa增加至808MPa, 但延伸率从3.1 %降低至0.7 %.     

超高强钢板冲压模具磨损CAE分析研究与应用

针对超高强钢板冲压模具的磨损问题,提出一种有效而快捷的预测模具磨损量和使用寿命的方法.该方法采用Archard磨损理论,得到冲压成型结束后模具的磨损区域主要集中在模具圆角处.系统地研究了模具硬度、冲压速度和模具材料对模具磨损程度的影响.结果表明:模具硬度达到60~65HRC时能有效减小磨损量;模具磨损量与冲压速度成正相关关系.采用磨损累积法预测模具修模前的使用寿命,模拟得到的冲压7 500次的模具磨损量与试验数据仅相差1.47%,表明该方法是正确可行的.这对于确定合理的冲压工艺方案和模具结构设计具有重要的实用价值.     

尖咀钳热锻模新材料复合强化处理

尖咀钳热锻模外形尺寸150mmx95mmx110mm，原用5CrMnMo钢制，经传统常现热处理，使用寿命仅0．4－0．5万件。主要失效形式：早期脆断——裂纹源发生在模腔应力集中底角；热疲劳裂纹产生在激热激冷最剧烈的模腔凸台边缘部位。其次为型腔软塌。塑性变形及磨损等早期失效。试验表明，选用4GZNIM。V钢新材料经改锻后进行复合强化热处理，其使用寿命为4－5万件，提高9－10倍，有显著的经济效益。4GzNIMoV钢的锻造将480－100mm的4GzNIMoV钢热轧原材料下料锻造比＜2－3。锻造不仅获得所需锻坯形状尺寸，更主要的是改善组织性能，尤其是横向…     

基于BP神经网络和SQP算法的轮毂锻模优化设计

针对轮毂锻模的上模芯磨损剧烈的问题,将锻造成形数值模拟、BP神经网络和SQP算法耦合以优化模具的型面,改善上模芯的磨损情况,从而提高模具的寿命。基于MATLAB平台,以等磨损为目标建立优化数学模型,采用3次样条插值曲线描述上模芯成形部位的轮廓形状。结合锻造成形数值模拟和修正的Archard磨损模型得到计算结果并以此训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系。运用SQP算法对设计变量进行寻优,得到最优的上模芯成型部位的轮廓形状,并对此轮廓的磨损情况进行数值模拟验证。结果表明：优化后成形上模芯磨损量减小且更加均匀,等磨损值下降了38.4%。     

基于GA的液压机多PID控制器参数优化

为了解决四通道独立负载口独立控制快锻液压机系统中多个PID控制器参数与不同工况的匹配问题,提高液压机在改变工况后的锻造精度,采用改进的GA(遗传算法)对多PID控制器参数进行整定,建立不同工况下参数调整数据库。首先,建立0.6 MN快锻液压机系统的机理模型,在此基础上,通过系统辨识方法得到其实际的数学模型。其次,针对不同锻造行程和锻造频率,利用改进遗传算法对多PID控制器参数进行优化。最后,基于0.6 MN快锻液压机实验平台对仿真结果进行实验验证。研究结果表明:通过遗传算法进行多PID控制器参数优化使快锻液压机系统在多个锻造频率和锻造行程下的锻造精度达到了±1 mm,提高快锻液压机对不同工况的适应性。     

聚晶金刚石刀具低温冷却铣削Cf/SiC磨损机理

采用聚晶金刚石(PCD)刀具对C_f/SiC陶瓷基复合材料进行干式和低温冷却铣削试验,获得了PCD刀具在干式和低温冷却铣削条件下的前刀面和后刀面磨损形貌,测得了不同铣削长度所对应的主切削力和后刀面磨损量,分析了PCD刀具在不同铣削条件下的磨损机理及寿命可靠性。研究表明:在低温冷却条件下,PCD刀具以磨粒磨损为主要磨损机理,失效表面存在明显沟槽磨损和大量长条状划痕;而在干式铣削条件下,PCD刀具以磨粒磨损和局部氧化磨损为主要磨损机理,失效表面呈现均匀的磨损带;低温冷却使PCD刀具有效使用寿命提高约100%。     

钼制品粉末热锻模具设计的研究

以钼制品粉末热锻实验为基础,研究和讨论了粉末热锻模具的材料选择、结构设计和型腔径向尺寸的精确计算.着重讨论以往铁制品粉末热锻模具设计的理论和经验公式对难熔金属钼粉末热锻模具设计的适应性.变换C.L.Doweny理论公式并应用于模冲芯杆尺寸的计算,其结果令人满意.分析了经验公式中经验参数β值的物理意义及其应用.     

重型燃机叶片锻造过程数值模拟与工艺优化

高温锻造过程中,坯料内的温度场、应变场等热力参数对锻件内的裂纹损伤和微观组织有重要影响. 利用刚粘塑性有限元法,对某重型燃机叶片的锻造过程进行了有限元数值模拟,得到了锻造过程中锻件内温度场、应变场以及锻造载荷随时间的变化规律,并在此基础上结合裂纹损伤和修复机制以及再结晶组织演化规律,提出了一种优化的锻造工艺方案. 即在终锻尺寸上公差基础上欠压4 mm进行预锻,预锻温度1 160 ℃,终锻温度1 120 ℃. 实际锻造工艺试验验证了工艺方案的可行性,为该工艺的工程应用奠定了科学基础.     

纯铁粉的温压行为

在Instron热模拟机上对不添加润滑剂的纯铁粉进行温压和冷压的实验比较,用扫描电镜、X射线衍射和金相显微镜对粉末及其压坯进行分析,并对纯铁粉的温压致密化机理进行探讨。结果表明:在不同的压制压力下,纯铁粉在压制时,粉末在加热和保温过程中严重氧化使铁粉的显微硬度提高,铁粉颗粒的加工硬化程度增大,塑性变形能力降低,并最终导致温压压坯中铁粉晶粒(110)面衍射峰的半高宽比室温压制时的低;同时,由于纯铁粉在130℃时被氧化,使得粉末的剪切强度增加,导致粉末之间以及粉末和模壁之间的摩擦增大,温压成形的有效压力降低;在这些因素的综合作用下,使得在130℃压制的温压压坯的密度低于相同压力下纯铁粉冷压压坯的密度,并且其脱模力也要远远大于冷压压坯的脱模力。     

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。     

粉末冶金成形过程实时质量监控研究

粉末冶金成形过程产品质量的实时监控是实现粉末冶金自动生产的关键技术，通过实验分析了粉末成形压制压过程中模具模架系统振动时序模型参数与压坯密度，质量之间的关系，验证了采用时序模型参数识别对压坯密度、质量的技术的实用性与有效性，为实现压制过程产品质量的实时监控提供了一条新的途径。     

聚醚醚酮在水润滑下的摩擦磨损特性研究

将工程塑料聚醚醚酮（PEEK）与等离子喷涂氧化锆（ZrO2）、不锈钢（2Cr13）和激光熔覆耐蚀合金三种不同的材料组配,通过在摩擦磨损模拟试验机上的试验,得出了相应的摩擦磨损特征量与试验条件之关系,并对磨损后的表面做了微观分析,给出不同材料副的摩擦磨损形成机理．研究发现在水介质中,PEEK与激光熔覆耐蚀合金组配时表现出较好的摩擦学性能,主要磨损机理是微观机械切削;而陶瓷涂层与PEEK副在本实验条件范围内磨损量较大．     

基于Archard理论的挤压次数对模具磨损量的影响分析

针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部位磨损量与挤压次数之间的确切关系,并由此提出一种考虑挤压次数影响的总磨损量计算公式.     

铁基粉末烧结热锻材料的组织和性能

对比研究了两种不同成分铁基粉末烧结材料和粉末烧结热锻材料的显微组织和机械性能。结果表明，粉末烧结热锻材料综合机械性能显著高于粉末烧结材料。粉末烧结热锻材料的显微组织近似致密组织，密度可达7.60—7.70g/cm^3；表观硬度增加约50%；摩擦学特性显著提高。