大型锻件尺寸在线测量技术研究

随着制造业自动化程度越来越高,传统的尺寸测量设备和方法已难以满足大型高温锻件尺寸在线测量的要求。该文阐述大型高温锻件尺寸在线测量系统的重要性,介绍大尺寸工件在线测量的发展现状,指出目前大型高温锻件尺寸在线测量存在的问题,提出一种基于多目视觉的大型长轴类锻件尺寸测量方法,对测量系统进行架构设计,建立计算的数学模型,总结该测量方法特点与局限性,并指出未来进一步探索的方向。

航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。

回火焊道技术在大型锻件补焊中的应用的试验研究

介绍了大型锻件的焊接接头的回火焊道工艺及焊后无损检测及力学性能测试。将回火焊道技术中的半焊道技术应用于20CrMnTi锻钢的焊接接头中,并通过合理的焊道布置和焊接热处理,获得的良好的焊接接头组织、拉伸和冲击性能均满足标准要求。半焊道技术为不具备退火条件的铸锻件的返修,提供了可行的工艺措施。

大型锻件转子零件深孔加工工艺研究

大型转子深孔加工技术已成为重型装备制造领域的重要研究方向,其加工质量和加工效率对转子的性能、使用寿命和制造成本有着重要影响。基于此,对大型转子深孔加工工艺的研究具有重要的实际意义,结合实际生产情况,针对大型转子的深孔加工工艺展开深入研究,探讨有效的加工方法和工艺优化策略。

航空用钛合金大型锻件锻造工艺研究

航空航天既是国家核心战略性产业,还是国防力量、现代化工业与经济实力提高的关键标志。伴随世界能源危机、生态污染和国家安全锻件严重,机体轻量化已是今后航空航天产业发展趋势。TC21钛合金是国家自主研发且性能良好的新型材料,可以长时间在高温、高压与腐蚀条件下工作,所以被普遍用在飞机的机翼、机体、起落架和发动机端部等重要位置。基于此,本文已航空机体大型锻件为探讨对象,分析了TC21原料的加工成型性质。

大型锻件硬度检测技术研究与改进

端盖本体是大型锻件毛坯,材料为42CrMo钢,因工件尺寸较大、毛坯面粗糙等,采用传统的便携里氏硬度计会存在检测结果出现偏差,给产品按时交付带来困难。为了解决这一问题,分别采用工件粗车前后对比和本体取样两种硬度检测方案进行探索试验,通过分析检测结果发现,工件粗车后因刀具的挤压作用使工件表面硬度结果偏高,毛坯锻造热处理质量缺陷也会引起工件硬度的不均匀。最后得到了端盖本体锻件毛坯硬度检测的最佳方案,解决了大型工件硬度检测难题,并提高了检测结果的准确性。同时,也为工程实践中大型锻件硬度检测提供了改进方向和理论支撑。

基于CCD的大型锻件尺寸测量研究

为解决大型锻件尺寸测量的难题,研制了一种基于CCD的大型锻件尺寸测量系统,该系统可实现热态、远程非接触测量,特大直径的测量误差小于2mm,一般尺寸小于1mm.操作简单、方便,可靠性强.

BT22钛合金及其大型锻件的研究进展

综述了国内外BT22合金及其改型合金的应用现状,归纳介绍了BT22合金的锻造加工及热处理工艺。结果表明,BT22合金在两相区低于β_转15～50℃的温度范围内多火次锻造,每火次变形量不低于60%。通过严格控制变形速率和终锻温度可制备出组织均匀、晶粒细小的锻件,经两阶段整体热处理后可获得强度、塑性和韧性的最佳匹配。针对我国的研究现状指出了BT22合金大型锻件制备方面亟待解决的问题和未来研究发展的方向。

大型锻件尺寸CCD测量的数学模型研究

文献[1]曾提出了一种大锻件尺寸的热态测量方法。该方法可实现大锻件尺寸的远程、在线、非接触测量,从而不仅可改善测量工作条件,而且可大幅度提高测量精度。该系统采用CCD摄像头作为主要传感元件,并需多次测量。文章给出了一种新的处理CCD图像的数学模型,可通过两次测量求解锻件椭圆断面的尺寸。

大型锻件锻造拔长新工艺

在分析现有镦粗、拔长变形工序中难变形区对大型锻件锻造过程变形分布和应力状态影响的基础上,提出一种新的拔长工艺——凹面砧拔长。借助数值模拟方法和物理模拟方法比较了普通平砧与凹面平砧、普通V砧与凹面V砧拔长过程中大型锻件内部的等效应变、静水应力和空洞缺陷的闭合情况。结果表明,对应力状态而言,在变形量相同的情况下,对于凹面平砧锻造(CFAF)工艺,静水应力提高近30%,对于凹面V砧锻造(CVAF)工艺,静水应力提高近50%。对变形而言,静水应力相同情况下,CFAF工艺减少压下量33.5%;CVAF减少压下量26.5%。对空洞缺陷而言,凹面砧拔长空洞变形后的椭圆度较普通拔长小10%以上。与其他特殊拔长方法比较,凹面砧拔长有操作方便,附具简单的优点。

大型锻件内部空洞缺陷修复条件

介绍大型锻件内部空洞缺陷修复条件在理论研究和生产中的作用及研究现状。针对非线性粘性材料,建立以空洞周围速度场和远场应力、应变速率表示的泛函。对于由体积不可压缩材料构成的含有空洞的无限体而言,锻造过程中空洞周围的真实速度场总是使该泛函取极小值,借助泛函的变分可求得空洞边界速度与远场应力、应变的关系,锻造变形后空洞的形状。为使设计的速度场能表征空洞的变形特点,加快泛函极小化的收敛速度,采用叠加速度场。研究大型锻件镦粗工序中锻坯内部球形空洞的闭合情况。结果表明,随着空洞体积的减小,远场应力、应变迅速增大,仅靠远场应力的增大使空洞闭合是非常困难的,因此大锻件技术要求中应允许有未闭合的微小空洞存在。在理论分析的基础上进行试验研究,结果表明理论计算结果与实测结果相差不大。

大型锻件淬冷过程数值模拟与实验验证

为了了解和分析大型锻件在淬火过程中温度和组织场等的变化情况,应用非线性有限元软件MSC.Marc及其二次开发功能建立了二维有限元模型.综合考虑相变与温度的耦合关系、相变热的影响和热物性参数的非线性等问题,获得锻件淬火过程1/4截面上瞬态温度场和组织场的变化云图.材料的TTT转变曲线在AutoCAD软件环境下通过开发的程序实现动态调用.以35CrMo钢长圆柱大型锻件为对象,模拟了其淬火过程中温度和组织的转变过程.比较计算得到的温度曲线和实际测量结果表明,两者吻合较好.

大型锻件内部夹杂性缺陷产生机理研究

夹杂性裂纹是大型锻件致废的主要缺陷形式之一。为提高大型锻件的质量 ,研究了塑性变形过程中夹杂性缺陷的形成机理 ,分析了其变化过程和形成条件 ,探讨了其损伤和修复规律。研究表明 ,缺陷损伤与修复现象同时存在于塑性变形过程中 ,是夹杂性裂纹发展和变化的两个方面 ,根据其成因条件不同加以控制有助于提高质量。据此提出了根治夹杂性缺陷产生的方法 。

大型锻件内部缺陷演变行为的跨尺度模拟方法

针对大型锻件内部缺陷,提出了一种跨尺度模拟计算方法,即体胞模型法。以孔洞缺陷为例,论述了该方法的原理及应用思路。利用该方法对某锻件的孔洞缺陷演变行为进行了模拟计算,分析了孔洞缺陷的演变规律及其周围应变分布情况,并进行了人工预制孔洞的铅块变形实验。研究结果表明,孔洞随锻件变形程度增加而逐渐趋向闭合,其闭合程度与锻件应变分布情况有关;物理实验与数值模拟结果吻合度较高,体胞模型法的模拟计算较为准确;体胞模型法能够较好地解决大型锻件成形过程中内部缺陷的跨尺度数值模拟问题。

反应堆压力容器大型锻件热加工质量控制研究

目前国际上普遍采用锻件制造反应堆压力容器,反应堆压力容器锻件的热加工的质量控制直接关系到反应堆压力容器部件的质量,反应堆压力容器部件制造质量是能否满足设计质量的关键。以某百万千瓦级核电站反应堆压力容器顶盖法兰锻件的生产为例,针对锻件的特点,控制生产中重要工序的质量影响因素,过程控制中应注意的问题和避免出现质量问题的关键。分析如何通过对热加工质量的过程控制,得到满足设计要求的合格产品。主要涉及到炼钢、锻造、热处理等工序过程控制的实施。

大型锻件内部孔隙性缺陷修复规律的研究

为减少大型锻件由于孔隙性缺陷导致的报废 ,本文使用物理模拟方法 ,研究了大型锻件内部孔隙性缺陷修复的可靠性及其修复的规律。研究证明孔隙性缺陷在高温下可以完全自修复 ,并且缺陷修复取决于缺陷状态值 ,当缺陷状态值小于此缺陷的修复临界状态值时 ,修复过程才能进行。完成缺陷完全自修复需要一定的时间。

模拟技术在大型锻件工艺改进方面的应用

通过模拟实验,对比研究了平砧镦粗和凹形坯料镦粗的变形规律,计算出应变场分布,绘制了凹形坯料镦粗的工艺控制曲线,可以推广到实际生产中去。

基于绿激光图像识别的热态大型锻件长度尺寸测量

设计了一种热态大锻件长度尺寸测量系统,通过对绿激光扫描锻件过程中各时刻图像进行分析,确定锻件的边缘进而测量锻件的尺寸。首先,由伺服电机带动CCD相机和绿激光器在导轨上移动并实时获得锻件的图像和绿激光线的位置信息,运用图像处理判断绿激光线是否在锻件边缘,确定绿激光线移动到锻件两侧边缘的时刻。然后,记录锻件两侧边缘的位置信息,通过两侧的位置信息得出锻件的尺寸。实验结果表明:该系统最大测量误差小于±2 mm,可以满足锻件尺寸测量的需求。

基于田口法的大型锻件微观组织健壮参数控制方法

为对大型锻件微观组织进行控制,提出了一种基于田口法和数值模拟的健壮参数控制方法。以圆柱体两步镦粗为例,研究坯料高径比、始锻温度、锻模击打速度和各工步压下量对终锻件微观组织均匀细小程度的影响,通过信噪比分析,获得了最优参数水平组合,方差分析表明,始锻温度和坯料高径比对微观组织影响很大,而各工步压下量和锻模击打速度对微观组织影响很小。虚拟试验验证表明,试验值与预测值比较吻合,该方法可以避免大量的仿真次数,减少计算时间,对控制大型锻件的微观组织具有一定指导作用。

大型锻件的锻造工艺研究进展

大型锻件的基本锻造工序是镦粗和拔长,二者都能改善锻件的内部质量。探讨了扭转镦粗的原理,分析了影响扭转镦粗的各种因素;介绍了型砧拔长工艺,评述了各种不同型砧对拔长效果的影响。