皮尔格冷轧管机关键工艺参数周期送进量研究

针对目前皮尔格冷轧中关键工艺参数周期送进量无定量计算、选择随机性大的缺点,在分析周期送进量对轧制过程无缝钢管变形特点影响的基础上,以轧制304不锈钢管为例,通过理论计算获得送进量数值,建立周期送进量数值模拟模型,研究其对轧制过程金属变形及成品质量的影响规律,为其工艺参数选择提供依据。利用三维有限元软件建立数值仿真模型,以之前求得的周期送进量为依据,开展轧制过程仿真,得到轧制成形过程中应力状态、成品管尺寸以及残余应力等关键数据,并结合现场轧制试验共同验证成品管能否达到预期的性能。通过理论计算、数值模拟及试验验证相结合的方法,为周期送进量的选取提供支持。有限元模拟与实际试验测量得到的结果相差不大,误差不超过8%,证明了有限元模拟结果的准确性。通过理论计算得出的10 mm送进量下的残余应力比依据生产经验选取的12 mm送进量下的残余应力要减小10%以上,进一步验证了周期送进量为10 mm能够在一定程度上提高实际生产成品管的质量。

皮尔格冷轧过程钢管周期送进量优化模型的建立与验证

以皮尔格轧机冷轧304不锈钢管为例,建立周期送进量优化模型。通过对拉伸试验获得的应力-应变曲线进行非线性拟合得到材料的本构关系方程;通过对钢管变形特征的分析得到了基于增量理论的钢管当量应变的计算方法;根据皮尔格轧制钢管截面变形特点导出截面横移量的计算方法;综合利用上述结果以及材料卸载定律解出冷轧304不锈钢钢管在指定回弹量下的周期送进量;通过有限元仿真和现场轧制试验验证了周期送进量优化模型的正确性。为皮尔格轧制工艺参数选择奠定理论基础。

不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证

皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.

轧机效率提升对轧制产品质量的影响

研究了增加轧机每次的送进量、提高轧机的轧制速度和同时增加送进量及轧制速度对冷轧产品质量的影响，指出了在综合考虑各因素的情况下，可以适当提高轧机的效率。

摆动辗压在我国的新进展

本文简单介绍近年来我国在摆辗工艺理论、设备设计、工业应用及模具材料等方面的新成就。其中包括:摆辗工艺参数及力能的测试、研究和选定原则;设备设计制造中的一些新结构和新方法;工业应用中的一些新领域及新型模具材料的研制等。

皮尔格冷轧管机轧制过程工艺优化

针对高速皮尔格冷轧管机轧制过程中轧制力波动及峰值大的问题,基于有限元仿真的方法,提出皮尔格冷轧工艺优化方案。首先,以316L不锈钢为研究对象,建立皮尔格冷轧管机冷轧过程三维有限元模型,分析了皮尔格冷轧管机轧制过程管坯外径与轧制力变化;其次,系统分析了皮尔格冷轧的轧制过程中送进量、管坯转动角度及辊缝间隙等工艺参数对轧制力的影响;最后,优选合理工艺参数,降低轧制力峰值及波动量。研究结果表明:316L不锈钢管坯在进入压下段后,轧制力及管坯轧制应力急剧增大;正反行程轧制力峰值及轧制力波动量随送进量增加而增大;当回转角度增大时,正行程轧制力峰值逐渐减小,而反行程轧制力峰值则先减小后增大,波动量在保持稳定后急剧增大;当辊缝间隙过大时,轧制力峰值呈现先增大后减小的变化趋势,前后行程轧制力波动量趋于稳定;当正行程送进量为6 mm,反行程送进量为1.5 mm,回转角度为55°,辊缝间隙为2 mm时,轧制力峰值降低23%,波动量减小至100 kN。

平砧自由锻拔长效率研究

平砧上自由锻拔长,送进量的大小对其拔长效率起着至关重要的作用。理论上一般认为采用小送进量,就能取得较大的拔长效率,这一表述非常含糊。通过DEFORM-3D数值模拟和实验的方法,给出了这一问题的明确概念,这对于提高拔长效率,指导实际生产具有重要的意义。

环形毛坯冷辗扩微元体变形及受力分析

针对环件冷辗扩的现状和特点,研究了多芯辊辗扩的成形原理。对环件多芯辊辗扩进行了运动学及力学分析,对环形毛坯冷辗扩微元体进行了变形分析,对多芯辊辗扩环形毛坯厚度方向的变形规律及芯辊的移动值应满足的切向应变与径向应变的关系进行了分析,推导出了最小瞬时压下量等所需工艺参数的数学表达式。研究结果可作为设计环件多芯辊辗扩工艺的理论依据。

平砧自由锻拔长效率研究

在平砧上进行自由锻拔长,坯料送进量的大小对其拔长效率起着至关重要的作用。一般认为,采用小送进量,就能取得较大的拔长效率,这种表述较为含糊。本文通过DEFORM-3D数值模拟和实验的方法,得出了拔长效率的明确概念,拔长量与送进量的关系,并且给出拔长效率最高时的相对送进量范围,这对于提高拔长效率,指导实际生产具有重要的意义。

自由锻拔长效率研究

平砧上自由锻拔长,送进量的大小对其拔长效率起着至关重要的作用。以往的教科书讲,采用小送进量,就能取得较大的拔长效率,这一表述非常含糊。本文通过DEFORM-3D数值模拟和实验的方法,给出了这一问题的明确概念,这对于提高拔长效率,指导实际生产具有重要的意义。

Ti-0.3Mo-0.8Ni合金管材冷轧开裂原因研究

研究了润滑剂、冷轧道次加工率和冷轧送进量对Ti-0.3Mo-0.8Ni合金管材开裂比率的影响。结果表明,冷轧时不同的润滑剂对应着不同的金属变形温度,使用使金属变形温度保持在150～200℃之间的B润滑剂,可使Ti-0.3Mo-0.8Ni合金管材开裂比率比较低,为5%左右;而两辊冷轧道次加工率为40%,多辊冷轧道次加工率为30%和25%,冷轧送进量选为中等大小,可有效地控制Ti-0.3Mo-0.8Ni合金管材的开裂比率在较低的范围内波动,从而提高了Ti-0.3Mo-0.8Ni合金管材冷轧成品率。

二辊周期式双回转双送进冷轧管机轧制力分析

研究冷轧管机的轧制力为正确地确定变形参数和主传动电机功率提供理论依据 ,对双回转双送进冷轧管机孔型进行分析的基础上 ,以不锈钢和紫铜为例 ,计算了一个轧制周期中正、返行程的轧制力 ,并分析了轧制力与变形程度、轧制力与送进量间的关系。

42CrMoA曲轴坯锻造试验及分析

对42CrMoA曲轴坯用钢进行锻造,试验研究了送进量与锻透性的关系,并采用先进工艺,即宽砧强压法及螺旋90°拔长法。产品质量完全符合用户要求,合格率达100％。

薄壁长套锻件拔长影响因素分析

针对薄壁长套类锻件拔长成形时金属轴向流动阻力大、拔长效率低的现象,通过建立塑性有限元分析模型,分析了拔长压下量、V砧夹角及送进量3个关键因素对锻件金属流动的影响。通过分析结果确定了合理拔长压下量范围为90~140 mm;较小V砧夹角对径向金属流动限制作用较强,利于金属的轴向流动,拔长效率高;拔长送进量较小时金属轴向流动速率快,送进量合理取值范围为550~650mm。

小规格超薄壁Gr9钛合金管材的研制

文章旨在对高质量小规格超薄壁Gr9Φ20×0.3 mm合金管材进行研制。首先通过对该类管材试制阶段的问题进行分析,然后提出相关优化措施,包括通过控制挤压管坯及中间管材的表面质量、调整芯棒与管材之间的间隙量来解决管材表面质量问题;通过调控轧制加工率、Q值及退火温度解决Gr9钛合金管材综合性能的匹配问题;通过控制投料管坯尺寸偏差、每道次轧制送进量提升成品管材尺寸精度等。文章结果表明,经过上述优化措施制备的小规格超薄壁Gr9钛合金管材具有高强高塑性,综合性能优异,能够满足客户使用要求。

皮尔格热轧工艺参数对06Cr19Ni10/Q235双金属复合管结合层及椭圆度的影响

为了提高皮尔格热轧双金属复合管的质量,提出了临界理论。针对送进量和回转角等工艺参数,对06Cr19Ni10/Q235双金属复合管皮尔格热轧工艺进行了数值模拟和实验研究,探究了送进量和回转角对双金属复合管结合层及椭圆度的影响,验证了临界理论的可靠性。结果表明:较小的回转角会使双金属复合管结合层处受力均匀,且结合层处所受应力更大。当回转角与送进量的比值接近临界值20°·mm^(-1)时,双金属复合管结合层夹杂物的最大尺寸小于8μm,椭圆度为1.2 mm,成形性较好;当低于临界值20°·mm^(-1)时,双金属复合管结合层夹杂物的最大尺寸小于6μm,椭圆度为1.1 mm,局部产生开裂;当高于临界值20°·mm^(-1)时,双金属复合管结合层夹杂物的最大尺寸达到25μm,椭圆度为11.8 mm,会发生开裂和凸耳现象。

Numerical Visualization of Air Intake Induced by Free Surface Vortex

Free surface vortex control is vital in a pump sump system because the air absorbed by free surface vortex induc- es noise, vibration, and cavitation corrosion on the pumping system. In this study, the change of free surface vor- tex and air absorption in a pump intake has been investigated by the Volume of Fraction （VOF） method with steady multiphase flow model in order to represent the behavior of the free surface vortex exactly. The homoge- neous free surface model is used to apply interactions of air and water. The results show that air intake by the free surface vortex motion can be visualized using the iso-surface of air volume fraction. The vortices make an air column from the free surface to the pump intake. Also, it was found that the flee surface vortex can be controlled by installing curtain walls.