径向锻造三维成形锻透性的数值模拟

根据径向锻造的原理和GFM锻造机万能锤头锻打φ480mm圆棒料至φ250mm的工艺参数,采用DEFORM 3D软件对锻造过程进行了数值模拟;并从坯料心部的等效应变状态来研究锻件的锻透性。结果表明:用万能锤头锻打φ480mm至φ250mm坯料是可以锻透的,并得到锻透性随压下量的增加而增大的定量关系;同时在相同的压下量时,锻透性随拉打速度增大而减小。

径向锻造工艺参数对锻透性的影响

将轴类锻件径向锻造过程的锤迹投影到单位圆柱面上,分析了径向压下率、轴向送进率等工艺参数应满足的约束条件,推导了判断径向锻造锻透性的经验三角形法则与锻造工艺参数的关系,分析了锻造工艺参数对锻透率的影响;为了验证经验法则的有效性,对轴类锻件径向锻造过程进行了数值模拟,以等效应变应大于临界值以及不出现轴向拉应力作为锻透性的判断准则,分析了工艺参数对锻透率的影响。经验准则计算结果与数值模拟结果的比较表明:采用经验准则能够有效地判断轴类锻件径向锻造过程中的锻透性,其结果偏于安全。

基于刚塑性有限元的GFM精锻锻透性仿真

采用商用软件DEFORM用刚塑性有限元理论对GFM精锻锻透性进行了仿真研究,确认了GFM锻不透的问题并指出锻透性最大只能达到约60％,且与摩擦条件的影响关系不大,进而得出了GFM锻透性FPE与压下率△h／R的5次方回归关系式,为GFM精锻的工艺设计提供了参考。

径向锻造中锤头对锻透性的影响

分别从锤头工作表面的形状、工作表面整形段的尺寸、锤头锥角、锤头数目分析了锤头对径向锻件锻透性的影响,得出的结论是:使用含有预成形段的锤头有利于提高锻件的锻透性;双圆弧形工作表面的锤头比凹圆弧形工作表面的锤头更有利于锻件表面的成形和心部的锻透;锻件的锻透性随锤头工作表面的尺寸减小而增大;锻件的锻透程度随锤头锥角的增大而增加;对锤头工作面的合理设计有利于锻件心部压实;生产效率随锤头数目的增加而增加,但对锻透性没有影响。

45钢轴类零件径向锻造的锻透性分析

为了优选锻造工艺参数,从物理模拟和数值模拟两个方面对45钢轴类零件在径向锻造中的锻透性进行了研究。在物理模拟方面,在Gleeble-1500D热模拟试验机上对铸态45钢试样在应变速率为1s-1,变形温度为1100℃条件下进行了等温恒应变速率压缩试验,观察了不同压缩量下铸态45钢的金相组织。结果表明,铸态45钢样的晶粒度随着压下量的增加而细化,压缩到一定程度后晶粒度趋于稳定。在数值模拟方面,运用DEFORM 3D软件对45钢轴类零件的径向锻造过程进行了模拟,研究了不同压下量和不同锻打速度对锻透性的影响。结果表明,锻透性随压下量的增加而增大。

身管线膛精密径向锻造的锻透性分析

身管内膛加工质量是保证身管武器射击精度的重要因素,为了提高身管内膛加工质量,利用有限元模拟方法研究身管内膛线膛部位的锻透性,并建立线膛锻透成形极限图。以5. 8mm口径线膛身管为研究对象,应用有限元软件Abaqus,建立了身管径向锻造三维有限元模型,分析了膛线成形中应力与应变的变化规律。结合内膛锻不透缺陷的表现形式,建立了以径向和周向塑性应变为表征的身管内膛膛线锻透的判断准则,即阳线上各点周向塑性应变变化率为0和径向塑性应变小于0.根据判断准则,得到以锻造比及毛坯径比为表征的身管锻透极限图,并通过试验验证了锻透极限图的准确性。试验结果表明:模拟的毛坯外径与内径比为3. 7时锻透的锻造比极限值为21. 18%,在试验的未锻透与锻透的锻造比之间,证明了锻透判断准则和锻透极限图的合理性。

材料开坯方式及锻透性的研究现状

基于锻造、轧制、挤压三种不同的开坯方式论述材料开坯的研究现状,并且介绍了三种开坯方式各自影响开坯质量的主要因素。简单分析比较了三种开坯方式的优缺点。重点阐述材料锻造开坯及其锻透性的研究现状,并对锻透性的影响因素、理论模型及其研究方法进行论述。最后,表明了研究锻透性的重要意义,指出目前对于材料开坯的研究存在的一些问题,并对锻透性的理论研究及目前存在并需要解决的问题进行了展望。

铸态30Cr2Ni4MoV钢制坯过程锻透性分析

通过对铸态30Cr2Ni4Mo V钢动态再结晶状态图进行分析,利用应变值来表征锻透。当应变值为0.7时,钢锭发生完全动态再结晶,说明钢锭已经锻透。利用Deform模拟软件对制坯过程进行模拟,并结合缩比实验,发现当钢锭进行两镦一拔和两镦两拔时,钢锭各部位都已锻透,但两镦两拔的晶粒均匀度优于两镦一拔。

台阶轴径向锻造锤头数对锻透性和生产率的影响

采用Deform-3D对四锤头和两锤头径向热锻45钢台阶轴过程进行了数值模拟,依据等效塑性应变、平均应力和平均塑性应变在锻件中的分布来研究锻透性及揭示锻件端部缩孔的本质。结果表明:锻件中心的等效应变均大于零,说明10%的压下量已能锻透;锤头数目对锻件中心等效塑性应变的影响不大。采用锻件中心平均应力描述锻件内部的静水压力,考察其压应力状态,两锤头和四锤头锻造时锻件芯部的平均应力均为负值。在锻件表层之下存在压应变层、在芯部存在拉应变芯,这是锻件端部产生缩孔的原因。随着锤头数目的增加,轴向拉打速度成比例增加,生产率也增加。

大型飞机起落架模锻件锻透性研究

通过反向有限元法设计了起落架模锻工艺路线,分别建立了预锻和终锻过程的三维有限元模型,分析了大型飞机起落架不同锻造过程中的晶粒尺寸和锻透性变化。结果表明,锻造过程对终锻件的残余应变及晶粒分布具有重要的影响。预锻加终锻的锻造过程比其他锻造过程更优。大型飞机起落架的终锻过程继承了预锻结果的残余应变,导致终锻过程的残余应变减小,终锻件的最大残余应变为0.272;终锻过程继承了预锻结果的再结晶体积分数和晶粒尺寸,有效地提高了难成形区域的再结晶体积分数,并细化了晶粒尺寸,终锻件的平均再结晶体积分数为80%,平均晶粒尺寸为Φ40μm。由此可见,预锻加终锻的锻造过程能够有效地提高材料的锻透性,成形出满足使用要求的锻件。

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。

基于经验法则的锻透深度计算公式推导与验证

推导了判断径向锻造锻透性的经验三角形法则与锻造工艺参数的关系,分析了锻造工艺参数对锻透率的影响。为了验证经验法则的有效性,对轴类锻件径向锻造过程进行了数值模拟,采用等效应变应大于临界值、以及不出现轴向拉应力作为锻透性的判断准则,分析了工艺参数对锻透率的影响。经验法则计算结果与数值模拟结果的比较表明:经验法则能够有效地判断轴类锻件径向锻造过程中的锻透性,其结果偏于安全。

环件轧制锻透条件有限元模拟及实验研究

为了研究环件轧制时压下量和锻透之间的关系,本文建立了环件轧制三维有限元模型。用塑性泥为模拟材料对环件轧制的锻透情况进行模拟,获得了不同压下量下的应变场和载荷行程曲线。在DNS200电子万能试验机上作塑性泥环坯压下实验,也获得了不同压下量下小孔应变量和载荷行程曲线,有限元模拟和实验研究的结果吻合良好。本文提出的压下量与锻透之间的关系为实际生产时工艺选择奠定了基础。

锤头入口曲面对旋锻加工工件变形特性的影响

为探究旋锻过程中锤头入口曲面变化对工件变形的影响,采用有限元法模拟了含芯棒轴类零件的旋锻加工过程,重点分析了旋锻过程中在具有不同入口曲面的锤头锻打下工件塑性变形时金属的流动及应力-应变分布。以某电动汽车电机轴为研究对象,建立了旋锻加工电机轴的三维模型,对电机轴旋锻过程中的某一道次进行了数值模拟。结果表明,锤头入口曲面的变化对中性面位置、锻透性及应力-应变分布有较大影响;随着锤头阶梯角度的减小,中性面位置逐步向出口端移动,改善了工件的金属流动状况;锻造区内工件所受径向应力增大,材料塑性变形程度增加,工件径向流动增大,提高了锻件的锻透性。

不同锻造工艺对大规格钼棒组织和性能的影响

对液压快速锻造和空气锤锻造的大规格钼棒的组织与性能的差异进行了研究。研究结果表明:与空气锤锻造相比,在相同锻造变形量条件下,液压快速锻造的锻透性更强,锻造后的钼棒径向密度和硬度更高,边部和心部数值差异较小,锻造后的钼棒呈现典型的纤维状加工态组织,且比空气锤锻造的组织更加均匀、细密。

钼金属径向精锻工艺的数值模拟

通过热压缩试验研究钼金属在应变速率为0．01～10S^-1，变形温度为900～1450℃条件下的热变形性能，建立了基于流变应力的钼金属热变形的本构方程。应用有限元分析软件DEFORM中的COGGING模块对钼金属棒材的径向精锻过程进行模拟，确定合理的工艺参数，并对模拟结果进行分析。结果表明：本研究提出的用于模拟结果分析的锻透性判据合理，工艺过程和参数的确定方法正确。研究表明：影响锻透性的主要因素为道次压入量和锤头倾角；影响锻件表面质量的主要因素为轴向送进速度和旋转角度。

轴类大锻件压方时锻件表面质量和内部应力状态的影响因素研究

轴类大锻件的锻造过程分为压方、拔长和倒棱滚圆三大步骤。目前对锻造工艺的研究集中在拔长工艺优化上,忽略了压方和倒棱滚圆对锻件质量的影响。为制定准确的压方工艺参数以提高锻件质量并指导实际生产,应用有限元软件DEFORM_3D建立相应的分析模型,对压方过程进行模拟,从锻件内部应力状态、锻透性及锻件裂纹3个方面对比分析了平砧压方和90°V型砧压方2种工艺方法,结果显示:采用90°V型砧压方时,锻件质量显著提高。

曲轴坯42CrMoA锻造工艺探索

介绍了42CrMoA曲轴坯用钢锻造生产工艺。分析了送进量与锻透性的关系,采用该工艺生产的曲轴坯产品质量完全符合用户要求。

42CrMoA曲轴坯锻造试验及分析

对42CrMoA曲轴坯用钢进行锻造,试验研究了送进量与锻透性的关系,并采用先进工艺,即宽砧强压法及螺旋90°拔长法。产品质量完全符合用户要求,合格率达100％。