大型挤压辊锻件两次镦拔工艺锻前加热研究

采用两次镦拔锻造工艺,可以在大型水压机上利用小钢锭锻造大型挤压辊锻件。由于锻件尺寸大,两次镦粗和两次拔长相结合,锻造过程历时较长,需要三次锻前加热。加热不当会造成资源和时间的浪费,甚至造成锻件的报废。本文通过理论分析,考虑到材质和锻件尺寸及生产条件,制定了RP170-110挤压辊锻件两次镦拔锻造前的加热工艺,包括锻造温度范围、装炉温度、加热速度以及保温时间等。结果表明,该加热工艺具有良好效果。

镁合金压铸机料壶的制造研究

压铸技术广泛应用于在有色合金的铸造生产中,是现代工业中一个重要的组成部分,而压铸新技术不断发展,又对压铸机设备要求更高。料壶作为热式压铸机中相当重要的一个关键部件,长期处于高温、高压、高温金属冲蚀的环境中,对材料的高温和耐蚀性能有着较高的要求。目前国内锌合金压铸机料壶的生产技术已经非常成熟,而且国产锌合金压铸机也处于较高水平,但国产镁合金压铸机料壶相对滞后,镁合金压铸机料壶具有形状特殊、精度要求高、加工难度大的特点,这也是镁合金压铸机料壶国产化多年来进展缓慢的原因。针对国内镁合金压铸机料壶对进口的依赖,研究国内料壶的制造工艺现状。参考国外1.2888钢铸造的镁合金压铸机料壶,对镁合金压铸机料壶的材质和铸造工艺进行了分析和改进,成功铸造出镁合金压铸机料壶。最后,比较了国内外料壶的化学成分和金相组织,优化了铸造工艺,大大提高了料壶的成品率。其质量甚至超过了国外材料壶,可以摆脱国外镁合金压铸机材料壶的垄断。

12%Cr超超临界转子钢锻造裂纹机理分析及损伤模型建立

针对12%Cr超超临界转子钢锻造表面裂纹严重的问题,从变形条件及应力-应变状态的角度出发,基于热拉伸实验获取了相应条件下的应力-应变曲线。通过分析断口形貌,判断了12%Cr超超临界转子钢高温拉伸断裂为典型的韧性断裂,并分析了锻造裂纹的产生与析出相的关系。通过观察试样断口切片,发现了大量相互缠结的位错,这些相互缠结的位错也是导致金属断裂的原因。通过对临界损伤值的比对发现,在应变速率为0.5 s^(-1)、温度为1100~1200℃时锻造最不易产生裂纹;在Normalized Cockcroft&Latham损伤模型的基础上引入温度补偿的应变速率因子Zener-Hollomon参数,建立了临界损伤值与Zener-Hollomon参数的关系式,得到考虑了温度和应变速率综合影响的高温损伤模型。

大型支承辊锻件锻造过程数值模拟与工艺优化

利用Gleeble-1500D热模拟实验机对大型支承辊锻件45Cr4NiMoV材料的力学及热力学性能进行实验测定,建立了该材料的本构关系模型。同时利用DEFORM-3D软件对镦粗和主拔长两个工序进行了模拟,分析了不同砧宽比下锻造过程中的温度场、应力场和应变场,得到了优化的锻造工艺方案。

大型锻件锻造工艺及缺陷控制技术的研究现状及发展趋势

大型锻件是冶金、电力、石油、化工、矿山、交通运输行业和核能工业等大型成套设备的核心零部件,在国民经济建设、国防装备发展和现代尖端科学重大装备建设中发挥着至关重要的作用。本文回顾了我国及国外大型锻件制造业的发展历程,重点论述了大型锻件锻造过程中各种缺陷的产生原因及控制方法,指出了未来的发展方向。

大型磨辊轴胎模锻模具结构的优化

磨辊轴是ATOX型立磨上的重要零部件,法兰形状为矩形,其截面尺寸达1850 mm×1110 mm。采用一般锻造方法,钢锭镦粗直径要达到2900 mm,需用100 t钢锭来生产,已超出目前水压机的锻造能力,因此需要采用胎模锻工艺。由于方角的存在,金属的流动受到影响,为了保证方头部分顺利成形,需对模具结构进行优化。本文运用DEFORM-3D模拟软件对在不同圆角和拔模斜度情况下的方头成形进行模拟,通过分析对比得出较佳的模具结构。锻件试制的合格也证明了模具结构的合理性。

RP120-80大型挤压辊锻件缺陷修复研究

新产品RP120-80挤压辊是典型的大型短粗轴类锻件,在冷加工后易出现超声波探伤超标现象。通过低倍酸洗、断口试验、扫描电镜及能谱分析等手段,确定了缺陷为夹杂性裂纹,夹杂物的主要成分是Al2O3、Fe2O3及少量CaO,并分析了缺陷的成因、影响因素及控制措施,提出采用两次镦拔锻造新工艺。试制结果表明,采用新工艺可以控制大型锻件中的夹杂物形态,修复裂纹,改善锻件内在质量。

大型短粗挤压辊锻后的热处理工艺

通过分析大型42CrMo钢的挤压辊锻件的特征形状、晶粒遗传的防治及钢的去氢处理工艺,制定了适合该产品的热处理工艺,包括1次前处理、2次预热处理、2次正火、3次贝氏体等温处理和1次去氢处理的锻后热处理工艺。试用结果表明,热处理的8个锻件,晶粒得到细化,超声波探伤合格,符合质量要求,适用于大型短粗轴类锻件,可推广应用。

大锻件两次镦拔锻造的工艺优化

总结的两次镦拔锻造新工艺具有可靠性高,锻透效果好,可控制钢中夹杂物的形态和对坯料内部缺陷进行修复的独特作用,是一种新颖的大锻件锻造工艺。特别是明确了两次镦拔新工艺中砧宽比W/H和料宽比B/H的控制、每趟压下率△H/H的安排原则等,是对WHF法锻造的重要补充。

大型挤压辊两次镦拔新工艺的数值模拟Ⅱ

缺陷检验表明,夹杂是大型挤压辊锻件报废的重要原因之一。而两次镦拔新工艺的第二次镦拔工序是以控制夹杂物状态、提高超声波探伤能力为目的的新工艺。利用商业软件Deform,对两次镦拔新工艺的第二次镦粗+WHF法拔长与镦粗+FM法拔长锻造RP170-110挤压辊的过程分别进行了数值模拟研究。结果表明,镦粗后采用两种方法拔长均能够出现三向压应力,在成形锻件的同时,有效控制夹杂物状态,且效果相当。8件试制锻件全部合格的结果说明了数值模拟的正确性和两次镦拔新工艺第二次镦拔工序的合理性。

出线座精锻成形工艺及模具设计

出线座是中压开关的一个重要零部件,材料为T2铜,要求表面硬度不低于HB80。采用传统机械加工方法不仅费时、费料,而且不能保证其硬度指标。本文设计的"预锻+终锻精整"的精密成形工艺,采用冷锻强化的方法,解决了成形和表面硬度问题。同时运用Deform软件对成形过程进行有限元模拟分析,确定优化了工艺方案和模具参数,制定了高效率、低消耗的工艺流程。

砧宽对磨辊轴拔长时孔洞闭合的影响研究

孔洞是大型锻件生产时常见的缺陷,严重影响锻件的质量,需要通过在锻造过程中合理控制工艺参数进行消除。砧宽比是影响着孔洞闭合效果的一个重要参数。通过运用不同砧宽对磨辊轴拔长时孔洞闭合的研究,得出了合理的砧宽,为实际生产提供了理论参考。

磨辊轴胎模锻成形工艺的数值模拟

磨辊轴是ATOX型立磨上的重要零部件,是大型轴类锻件的代表;形状特殊,其方头部分难以成形。为了满足成形要求,采用胎模锻工艺成形。主要研究其方头部分的成形。由于方角的存在,金属的流动受到限制,很难将其角部充填满,增加了成形难度。运用DEFORM-3D模拟软件对磨辊轴的方头部分成形工艺进行模拟,通过不断地工艺改进,找到了较佳的工艺方案,使方头部分得到很好的成形。锻件试制合格也证明了该工艺方案的合理性。

法兰环件轧制过程三维动态数值模拟

基于ANSYS/LS_DYNA有限元软件建立了RAW200/160-5大型数控径轴向轧环机的有限元模型,模拟了一个生产周期内法兰环件轧制生产全过程,实时观测环件在轧制过程中成形和缺陷生成的动态过程,绘制了不同时刻环件节点的位移、应力、应变、速度云图,结合计算结果对毛坯结构尺寸、主辊转速、芯辊进给、锥辊进给等各个轧制工艺进行了比较分析,指出了毛坯结构和轧制工艺对环件成形效果的影响,得到了不同截面环件轧制成形的优化毛坯结构参数和轧制工艺参数。

磨辊轴平砧拔长时孔洞闭合的模拟研究

大锻件由钢锭直接锻造成形,内部不可避免存在孔洞、裂纹等缺陷,严重影响锻件的质量,需通过合理的锻造工艺来改善或消除这些缺陷。磨辊轴锻件的拔长需要多工步锻造,每一工步之间相互影响,如果参数控制不当,缺陷就无法被改善。运用有限元软件DEFORM-3D对平砧拔长时磨辊轴内部孔洞的闭合过程进行了数值模拟,研究了不同的工艺参数对锻件内部孔洞闭合效果的影响,得到了较佳的砧宽比、压下率,为实际生产提供理论依据。

磨辊轴胎模锻成形数值模拟分析及工艺优化

磨辊轴是水泥生产设备立磨上的重要零件,其锻件重量大约为20 t。基于它的自身质量大,一端为特殊的方头形状,锻造难度较大,因此胎模锻的成形方式和先进的数值模拟技术便成了最理想的工艺研究方法。本文主要运用 DEFORM-3D 软件对磨辊轴胎模锻的生产工艺进行了模拟分析,通过多次工艺优化改进,确定了较为合理的工艺方案。

45Cr4NiMoV钢热变形行为的研究

45Cr4NiMoV钢是一种新型的大型支承辊材料。在热力模拟试验机Gleeble-1500D上,对45Cr4NiMoV钢进行不同温度下的压缩试验。并以试验数据为基础,通过线性回归分析,得到45Cr4NiMoV钢的形变热塑性激活能及相应的数学模型。分析了变形温度和应变速率对45Cr4NiMoV钢的热变形影响,发现高温低速率有利于动态软化的发生。研究结果为该材料大型支承辊的锻造加工提供科学依据,并为进一步的研究该材料在热变形领域的应用奠定基础。

自由锻工序对空心钢锭内部孔洞闭合规律的影响

针对传统浇注工艺制备的空心钢锭内部可能存在空隙性缺陷(球形、径向管状、轴向管状和切向管状孔洞缺陷)的锻合问题,首先,基于孔洞闭合体积能量率变化的特性,建立了体积变形功率与塑性变形功率比值的孔洞闭合新判据T函数,并将其集成至DEFORM软件;在此基础上,采用数值模拟方法,分析获得了空心钢锭内部孔洞缺陷在镦粗、芯轴扩孔和芯轴拔长的自由锻工序变形过程中的闭合行为和临界压下率,验证了T函数预测孔洞闭合的有效性和准确性。结果表明,自由锻工序中,与加载压缩变形方向垂直的孔洞容易闭合、与加载压缩变形方向平行的孔洞最难闭合。空心钢锭开坯压实宜采用局部加载压缩的芯轴扩孔和芯轴拔长工序。对于当量尺寸为Φ10 mm的孔洞,加载压缩变形率达到40%即可实现孔洞完全闭合、从而达到消除孔洞和压实的效果。

斜L形异形截面环件轧制过程三维动态数值模拟

针对环件轧制动态三维仿真的一些关键技术问题开展研究,基于通用动力显示有限元软件Ansys/Ls-dyna建立了RAW200/160-5径轴向轧环机轧制斜L形异形截面环件有限元模型,实现了斜L形异形截面环件轧制全过程的动态仿真。实时观测了环件在轧制过程中成形和缺陷生成的动态过程,绘制了不同时刻环件节点的位移、应力、应变、速度云图,结合计算结果对毛坯结构尺寸、主轴转速、芯辊进给、锥辊进给等轧制工艺进行了比较。

两次镦拔新工艺

提出了用小型钢锭生产大型锻件的工艺方法，并经实践提出了合理的工艺参数。