难变形材料环件双向辗轧过程轧制曲线设计方法

轧制曲线描述了环件双向辗轧过程中径向与轴向变形量的瞬时分配关系,决定了变形过程的历史和轧辊路径,因而对轧制环件的几何精度、特别是微观组织具有重要影响作用,对钛合金和铸坯等难变形材料的环件辗轧成形更是如此。提出一种环件双向辗轧过程轧制曲线的设计方法,该方法只要给定环件及环坯尺寸,便可设计'上凸形'、'直线形'和'下凹形'三类轧制曲线。以某TC4钛合金环件双向辗轧为研究对象,采用有限元建模仿真方法,揭示上述三类轧制曲线对环件圆度及组织(?相晶粒尺寸及体积分数)均匀性的影响规律。结果表明,相对于'直线形'轧制曲线,'下凹形'轧制曲线有利于提高环件圆度,而'上凸形'轧制曲线有利于提高环件的组织均匀性。为了同时发挥'下凹形'和'上凸形'轧制曲线的优势,提出并设计一种'S形'轧制曲线,可获得同时具有较高形状尺寸精度与良好组织均匀性的TC4钛合金环件。

TC4钛合金锥形环辗轧整圆曲线设计及其影响规律

TC4钛合金锥形环辗轧过程整圆阶段的芯辊进给速度曲线形式,对成形环件的几何(圆度、壁厚均匀性)、温度与应变分布等具有重要影响作用。针对同一TC4钛合金锥形环件热辗轧过程,提出'上凸形'、'下凹形'、'阶梯形'和'直线形'四种整圆芯辊进给速度曲线(整圆曲线)的设计方法;进而采用基于ABAQUS软件平台的建模仿真方法,模拟揭示四种整圆曲线对成形环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变场的影响规律。结果表明,'上凸形'、'直线形'、'阶梯形'、'下凹形'整圆曲线下,成形环件圆度及壁厚均匀性依次变好;成形环件平均温度依次变低,温度分布均匀性依次变好;平均等效塑性应变依次变大,等效塑性应变分布均匀性依次变差。综合考虑环件圆度、壁厚均匀性以及温度与应变情况,'下凹形'整圆曲线相对更适合于TC4钛合金锥形环辗轧过程。

TC4钛合金薄壁带筋锥形环辗轧充填规律

钛合金薄壁带筋锥形环件是航空航天关键基础构件,型槽充填不满、截面轮廓难以精确成形,是该复杂异形环件精密辗轧成形面临的瓶颈问题。本文分析了影响型槽充填行为的关键影响因素,即决定塑性变形行为的每转进给量、以及决定每转进给量在环件内外表面分配比例的驱动辊半径和芯辊半径;以某TC4钛合金薄壁带外筋锥形环辗轧为研究对象,通过ABAQUS的VUAMP子程序开发,建立了实现以常每转进给量进给的芯辊运动闭环控制有限元仿真模型;进而模拟揭示了每转进给量、驱动辊半径和芯辊半径对型槽充填质量(充填率、型槽入口变形及其均匀性)的影响规律。结果表明:随着每转进给量增大,充填率先增大后减小,表明存在一个最佳的每转进给量最利于充填;随着每转进给量增大,型槽入口区域变形越小且分布越均匀,可有效抑制该区域产生裂纹缺陷;随着驱动辊半径增大,充填率逐渐减小,不利于型槽充填;随着芯辊半径增大,充填率逐渐增大,有利于型槽充填。

TA15钛合金环件径轴向辗轧成形全过程组织演变模拟

钛合金环件径轴向辗轧成形制造全过程通常包含加热环坯转移、辗轧成形及轧制环件冷却3个阶段,而每个阶段都将对最终环件的微观组织产生重要影响。因此,研究阐明钛合金材料在该成形制造全过程的微观组织演变特征与规律,对控制环件最终的组织和性能至关重要。以TA15钛合金环件径轴向辗轧为研究对象,首先阐明了TA15钛合金在上述各阶段的微观组织演变机制与演变模型,进而基于ABAQUS软件平台,建立了TA15钛合金环件径轴向辗轧成形制造全过程的宏微观耦合有限元(FE)模型。通过大量模拟研究表明:加热环坯转移阶段促使初生α相的体积分数增加,晶粒尺寸略微增大;辗轧成形阶段一定程度上细化了初生α相晶粒尺寸,而对初生α相体积分数影响不明显;轧制环件冷却阶段会使初生α相体积分数明显增加,晶粒尺寸增大。

火车驱动齿轮的锻造工艺研究

市场分析 我国从1997年第一次铁路大提速以来,机车提速后对火车驱动齿轮的强韧性、耐磨性、抗热裂性、抗疲劳性和抗剥离性等性能提出了更高的要求。因此，研究火车驱动齿轮环锻件成形工艺，提升该锻件的综合质量,制造优质的火车驱动齿轮是实现铁路运输和提速的有力保证。