不同挤压速率的AZ31镁合金背压式等通道角挤压变形模拟

晶粒细化是改善镁合金材料强韧性的关键手段之一,而剧烈塑性变形工艺常作为细化晶粒的首选技术。等通道角挤压工艺(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)由于可极大地细化晶粒而被广泛应用,然而一般的ECAP工艺在细化晶粒到一定程度后便难以继续,亟需对其改进。针对此,设计一种新型背压式ECAP工艺,采用Deform 3D软件对该工艺进行模拟,研究了不同挤压速率对AZ31镁合金变形过程的影响。结果表明,在等通道角挤压过程中设置背压可促进等效应变,且对应变速度非常敏感。在低挤压速率下其局部金属流动、等效应力明显加剧,在达到一定程度后,背压对释放应力集中效果明显,局部应力及应变增大不明显。这主要与镁合金变形机制基面滑移及棱柱面非基面滑移有关。此种新工艺对于镁合金材料进一步晶粒细化和提高性能有重要作用。

基于Deform-3D不同背压等通道转角挤压的计算机仿真

通过Deform-3D有限元分析软件对不同背压辅助下7075铝合金的ECAE挤压过程进行了数值模拟,分析了转角处平均应力的分布。结果表明:随着背压的增加,挤压过程所需的变形力大幅增加,对挤压设备和模具的要求更高;随着材料在通道转角处所受的静水压力增加,材料的塑性变形程度提高,对晶粒的细化效果较好;由于材料在转角处的等效应变速率趋于集中,分布更均匀,因而塑性变形更接近理想的纯剪切变形;等效应变分布规律变化不大。

正交分析冷挤压成形性能的影响因素及背压工艺的应用

以体积成形有限元分析为基础 ,应用正交实验法针对泵体成形过程分析凸模和凹模的摩擦、模具的几何圆角、挤压速度对工件充满度和挤压成形过程中的最大载荷的影响 ,优化这些因素使得工件成形质量最优 ,压机载荷最小。将背压工艺应用于泵体成形过程 ,使得材料在成形过程中三相受压 ,从而获得优于未加背压时的型腔充满度和最大载荷。

涡旋盘背压挤压成形工艺研究及模具分析

涡旋盘是汽车空调涡旋压缩机核心零件之一，结构复杂，精度要求高，并且要具有良好的抗振性能、耐腐蚀性、耐磨性，以保证必要的使用寿命。

数值模拟外转角半径及背压对纯钛ECAP变形的影响

使用DEFORM-3D软件模拟等通道转角挤压过程中外转角半径及背压对纯钛应力和应变分布的影响,探讨不同R值对材料流动的影响规律。结果显示:当R=6mm时,工件上下表面应力状况较为平衡,从而得到均匀的等效应变分布;当R<6mm时,在外转角形成的死区使材料之间相互搓动,导致工件底部区域出现剧烈畸变,工件不同区域之间的等效应变量差别较大;当R>6mm时,工件上表面与模具内转角之间的相互作用力增加,使工件顶部变形加剧并导致工件等效应变量不均匀;施加背压(pb)后,能有效提高等效应变量;适当的R值与pb匹配可使工件得到均匀的应变分布。

工业用纯钛等径角挤压的显微组织控制方法综述（英文）

综述了工业用纯钛（CP-Ti）大塑性变形技术的等径角挤压工艺,主要集中在等径角挤压参数的影响,包括通道角和曲率角、挤压路径、挤压温度、挤压速度、内部产热、挤压道次和背压。为了获得CP-Ti的最大均匀性、晶粒细化和提高力学性能,对不同等径角挤压CP-Ti进行了表征,如显微组织、应力不均匀性和力学性能。研究表明,在挤压温度为450°C,挤压速度为1-3 mm/s,挤压路径为BC,加载背压,通道角和曲率角分别为90°和20°的条件下能获得最均匀的超细组织。

汽车空调涡旋盘背压挤压成形工艺研究与模具设计

动静涡旋盘是应用于空调涡旋压缩机上的主要零件．其加工精度特别是涡旋体的形位公差有很高的要求．端部平面的平面度以及端部平面与涡旋体侧壁面的垂直度应控制在微米级。采用数控加工及挤压铸造成形技术可以得到形状、尺寸较为理想的制件，但材料利用率低：采用常规挤压成形技术，难以保证零件端面高度一致：而基于流动控制成形的背压挤压工艺则可以有效克服上述缺点，并且可有效提高材料的塑性成形性能。因此，

压扭成形中优化摩擦条件的研究

大塑性变形工艺即在外力作用下通过特制模具,使常规粗晶材料内部发生大的塑性变形,从而达到细化晶粒、改善材料性能的目的。用此方法制备块体纳米材料的研究热点主要集中在等通道角挤压法和高压扭转法。本文主要就改进HPT工艺的摩擦接触条件进行讨论。

BP-ECAP中背压和温度对铜变形的影响

背压等通道转角挤压能够大大提高晶粒的细化度,同时防止裂纹的产生,使试样的微观组织和力学性能得到显著的提升。利用有限元软件Deform-3D,对已预压缩的铜切屑背压等径角挤压进行模拟,分析不同背压和温度条件下等效应变的变化,探索最佳温度和背压,使具有超细晶结构的铜切屑在块体成形的过程中,最大程度地提高致密性并保持其超细晶微结构。结果表明:当背压在0~50 MPa内、温度在20~300℃时,增大背压或温度,铜所受的等效应变增大,变形更为均匀,同时试样的致密度高;当背压超过50 MPa或温度高于300℃时,铜所受的等效应变会大幅度降低;当背压为50 MPa、温度为300℃时,铜所受等效应变最大、变形均匀、晶粒细化程度较好且致密度高。

基于SPH法的AZ31镁合金BP-ECAP过程三维数值模拟

光滑粒子流体动力学方法(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)在求解大变形问题方面具有优势。基于SPH法编写程序对AZ31镁合金的BP-ECAP过程进行三维数值模拟,并与相关研究文献进行对比,验证了编写的SPH法背压程序的正确性。对不同工艺参数下AZ31镁合金的背压-等通道挤压过程进行模拟,并从等效塑性应变及损伤值分布角度进行分析。模拟结果表明,选择恰当的背压值能有效地阻止镁合金变形过程中裂纹的萌生及扩展。

车用齿轮轴零件精密成形工艺分析及数值模拟

提出了两种车用齿轮轴零件的冷挤压成形工艺方案,即不带背压装置的方案1与带有背压装置的方案2,同时对带有背压装置的冷挤压模具进行了设计。利用Deform-3D分别建立了两种方案的有限元模型并进行了成形数值模拟。模拟结果表明:采用带有背压装置的方案2时,工件的等效应力、等效应变、损伤值及成形载荷的最大值均小于方案1,同时成形质量较好。方案2比方案1可节材22%,且成形载荷只有方案1的86%。对两种工艺方案分别进行了试验验证,验证结果也显示:采用方案1,齿轮轴零件仍会出现齿端填充不完全等缺陷;而采用方案2,齿端填充完全,未出现表面缺陷。最终得出方案2为较优工艺。