固体颗粒介质成形工艺变形模型研究

介绍了固体颗粒介质成形新工艺,即采用固体颗粒介质代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用对板料进行软模成形的工艺,并阐述了新工艺的优点。自行设计制造了板料成形试验模具与装置,通过成形试验成功试制出子午面为抛物线与锥形两种典型曲面类零件。对成形件外轮廓的测量分析可知,固体颗粒介质成形过程中,自由变形区的形状可用抛物线函数非常精确地表示。通过建立抛物线函数变形模型,推导出两种典型零件成形中压头压入行程与板料最大变形量的函数关系。通过对板材固体颗粒介质成形新工艺进行数值模拟,进一步验证了抛物线函数变形模型。

固体颗粒介质成形新工艺及变形研究

固体颗粒介质成形新工艺,是采用固体颗粒代替刚性凸模(或弹性体、液体)的作用,对金属板料成形的工艺。固体颗粒介质成形新工艺,即可以解决流体介质、粘性介质的密封难题,又具有内压非均匀分布、便于控制成形、提高材料成形极限、降低投资成本、所得零件表面质量高、成品率高的优点,且固体颗粒无工业污染,可重复使用。该工艺为材料的加工制备提供了新的方法和手段。利用塑性增量理论,对自由变形区任意一点的应变进行了分析,得到了自由变形区任一点的应变及厚度计算公式。采用固体颗粒介质成形工艺,进行板料成形试验,成功试制出多种典型工件;对试验件壁厚分布的计算值和实测值进行了比较,证明理论正确。

二辊斜轧穿孔机的设计与调整

分析探讨了二辊斜轧穿孔机穿孔轧制的变形特点,在达到设计毛管规格的基础上,分析了确保穿孔质量的减径量最小和自由变形区长度最小的两个原则,并据此提出穿孔设计调整的理论和计算方法。分析认为:采用全新的三段式入口锥穿孔辊辊型设计理念可以优化传统的辊型,推动穿孔工艺由经验向理论、定性向定量方向发展。

建立二辊斜轧穿孔机设计调整理论体系

总结二辊斜轧穿孔机孔型设计的一般原则,建立穿孔机设计调整理论体系和具体计算方法,并用实例验证设计效果,以推动穿孔工艺由经验向理论、由定性向定量方向发展。研究表明:轧辊距离是评价穿孔辊辊形设计和调整的重要参数;提高二次咬入能力可以增大轧辊距离,从而改善穿孔质量;在轧辊距离、送进角相同时,穿孔辊与管坯的接触面积大是更优设计;生产时要通过轧机调整来满足自由变形区长度最小原则;顶头直径是决定毛管外径的主要因素。

Ti55531钛合金锻件不同部位组织定量表征及性能研究

对Ti55531钛合金成形过程进行了数值模拟,分析了不同变形量下的锻件成形过程中应力、应变场和温度场,试验研究了坯料成形时不同部位组织的演化规律。结果显示,坯料成形时易变形区晶粒尺寸随变形剧烈程度的增加或者温度升高而增大,尤其在高变形速率(20 mm/s)或高变形温度(835℃)时,由于叠加了变形热的温升效应,晶粒尺寸明显增大;难变形区晶粒尺寸波动最大,并存在少量异常长大晶粒;自由变形区的晶粒尺寸基本保持不变。当变形速率为5、10 mm/s,变形量为50%,变形温度为805℃时,合金的抗拉强度、冲击总功和裂纹形成功均达到较高值,综合力学性能较佳。