圆弧角对楔横轧轧件端部凹心的影响研究

为了解决轧件头部质量从而提高材料利用率,提出将坯料端部设计成圆弧形的方法来实现对轧件端部凹心的控制。首先,通过DEFORM软件建立了楔横轧的有限元模型;然后,通过位移法分析了轧制过程中轧件端部金属的流动规律,得到了不同圆弧角对轧件端部凹心的影响规律;最后,通过实验验证了有限元分析的结论。结果表明,轧件端部凹心随着圆弧角的增大而减小,当圆弧角为90°时,轧件的端部凹心长度减少69.04%,证明将坯料端部设计成圆弧形的方法可以有效控制轧件端部凹心。结果能为实现楔横轧无料头轧制,提高材料利用率,降低生产成本奠定理论基础。

坯料端部形状对楔横轧轧件凹心影响的研究

运用DEFORM软件,对不同端部形状的坯料进行楔横轧轧制过程的数值模拟,并将坯料端部形状角λ对轧件端部凹心的影响规律进行较系统分析。结果表明,轧件端部凹心随着形状角λ的减小而减少,通过合理设计坯料形状角λ可以有效减小轧件端部凹心。该研究结果为楔横轧实际生产节材,实现无料头楔横轧生产提供理论依据。

轴类件闭开联合轧制及其微观组织分布特征

为克服端部凹心较大致使材料利用率难以突破85%的瓶颈问题,本文开展了轴类件闭开联合轧制及其微观组织分布特征的研究。采用闭开联合楔横轧工艺成形轴类件,对轧件端部凹心长度的测量表明闭开联合楔横轧比传统开式楔横轧轴类件端部凹心减小了近77%,显著提高了材料利用率,并进行实验验证。采用有限元仿真和实验相结合的方法,对该工艺成形轴类件的微观组织分布进行系统研究。结果表明:该工艺成形可使轴类件动态再结晶百分数增大至100%、晶粒细化更完全,最小处的平均尺寸仅有5.06μm、微观组织均匀性好。研究结果为实现轴类件无料头轧制成形和提高服役寿命奠定基础。