6000t自由锻造水压机改油压机关键技术研究

本文提出了6000t自由锻造水压机升级改造的必要性,介绍了6000t自由锻造水压机升级改造的路径及改造后主要参数,阐述了控制系统升级改造方案及其关键技术。

大腔体六面顶金刚石压机铰链梁锻造模具结构多参数优化

针对大腔体六面顶金刚石压机关键部件铰链梁的锻造过程进行了研究。为提高铰链梁锻造模具的使用寿命,利用Deform-3D软件对终锻过程进行了模拟,并对模具结构参数进行了优化。首先以模具应力为优化目标,选取模具边角及圆角处的7个结构参数为设计变量。通过Plackett-Burman Design筛选出对模具应力影响较显著的变量,将其作为最终优化变量进行研究。利用Box-Behnken Design抽样并建立了响应面回归模型,在拟合模型有效的前提下,通过引入动态惯性权重及学习因子改进粒子群算法,利用其寻优得到最优模具结构参数,并通过有限元仿真验证了结果的可靠性。结果表明,通过对模具结构的多参数优化,模具应力减少了25%,模具使用寿命得到显著提高。

重卡传动轴用高强7075铝合金热流变行为及径向锻造微观组织演变

为研究重型卡车轻量化传动轴用高强7075铝合金在径向锻造时的热变形行为,将大直径7075铝合金挤压棒料预热退火后,取样进行了不同变形条件下的等温压缩试验。分别考虑温度与应变速率对应变强化及软化的影响,构建了适用于中大型7075铝合金传动轴热加工的改进Hansel-Spittel本构模型。根据动态材料模型理论获得了7075铝合金的热加工图,并据此分析了7075铝合金棒料在典型径向锻造工艺中的组织变化。研究结果表明:改进Hansel-Spittel模型能更准确地模拟预热退火态7075铝合金的峰值和稳态流变应力,预测值与试验值的平均相对误差仅为2.71%;7075铝合金在温度为350~450℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)范围内具有较高的热加工稳定性,高温及低应变速率的变形条件有利于材料的微观组织演化;预热退火态7075铝合金棒料在经过截面收缩率为55.6%的径向锻造工艺和T6热处理后,原始板条晶粒转变为细化大转角晶粒组织,抗拉强度提高至651 MPa,延伸率提高至12.5%,综合性能得到显著改善。

限制型多向锻造对Ti_(2)AlNb基合金组织与性能的影响

在B2+O相区下对Ti_(2)AlNb基合金进行三道次等温限制型多向锻造(R-MDF),借助金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对变形后的合金试样组织进行分析,通过Image软件定量统计多向锻造各道次O相的总体积分数、板条O相的宽度和体积分数以及等轴O相的尺寸,研究不同道次下O相的变形行为;对不同道次下Ti_(2)AlNb基合金试样进行维氏硬度测试,揭示Ti_(2)AlNb基合金经多向锻造后微观组织与显微硬度之间的关系。研究结果表明:变形结束后,粗大的板条O相破碎细化成等轴O相;经不同道次的多向锻造后,等轴O相尺寸先由一道次的0.57μm增大到二道次的1.24μm后又逐渐细化,三道次后平均尺寸为0.84μm左右;相较于初始试样,各道次试样显微硬度分别提升约15.4%、22.2%和14.8%。

旋转锻造连接工艺研究

为了解决焊接性能差的材料间的连接问题,提出了一种利用旋转锻造工艺进行管材-管材、管材-棒料连接的新方法,并进行了旋转锻造连接过程的有限元分析和试验研究,揭示了旋转锻造连接过程的材料流动规律,得到了影响连接头强度的工艺参数。试验设备为自主研发的基于能量控制的小型旋转锻造设备,材料为T2铜管、6061铝管及塑料棒。对旋转锻造连接成形过程进行了有限元分析,得到了材料流动情况和连接工艺参数。结果表明:旋转锻造连接工艺可以形成稳定连接头;连接长度越小,连接头越容易被拉脱;径缩量是影响连接头强度的主要因素,在一定范围内随着径缩量的增加,连接强度不断增加;径缩量过大时,内管将在旋转锻造过程中发生破裂,无法形成连接头;试验结果表明,径缩量为0.8 mm时,铜管-铝管连接头强度达到铝管强度的62%,铜管-铜管连接头强度达到内铜管强度的68%,铜管-塑料棒连接头强度达到塑料棒强度的63%。

半轴齿轮的热—冷复合锻造中冷锻充不满缺陷的成形数字仿真及工艺研究

针对半轴齿轮热—冷复合锻造中冷锻整形时出现的充不满缺陷,利用UG、Geomagic-Design和Deform-3D等软件,对冷锻毛坯(热锻成形的工件)进行了重新设计和冷锻整形工序仿真模拟,全面考查齿厚、齿高参数变化对产品质量的影响。从模拟结果来看,当冷锻整形开始合模时,毛坯初始位置齿顶和冷锻模具型腔之间的间隙越大(齿厚增加越大/齿高减小越大)时,终锻时所需的锻压力越大,在产品小端齿顶处越易形成折叠缺陷。毛坯初始位置齿顶与型腔贴合(齿厚增加量为零或为负),则不易产生折叠缺陷,齿侧和冷锻模具型腔之间的间隙越大(实际齿厚越小),所需锻压力越大。经过实际生产验证,在相应的齿轮参数条件下,冷锻毛坯比冷锻模具型腔轮廓的齿高增加0.1 mm、齿厚不变时,冷锻整形后齿槽和齿高全部压满,成型质量好,产品废品率达到预期要求。

反应堆压力容器“set-on”集成化锻造结构多物理场耦合模拟研究

核反应堆压力容器(RPV)传统采用独立锻件通过焊缝连接的结构形式,由于焊缝为铸态金属组织,属失效分析中的薄弱环节,因此采用集成化锻造结构,确保承压焊缝质量,是提升RPV安全可靠性的重要方法。但是,集成化后的锻造结构存在几何异形、结构复杂、壁厚差异大等问题,其材料组织与性能调控难度大幅增加。针对上述问题,以核电RPV接管“set-on”结构形式为对象,基于结构导热微分及等温转变叠加理论,建立了锻造结构温度-组织-应力的多物理场耦合模型,以调质热处理的奥氏体化及淬火冷却两个阶段为对象,结合淬火冷却介质流-固耦合分析方法,获得锻造结构不同位置处材料组织与性能变化的定量规律,并明确了其关键影响因素。

大型锻造液压机锻造成形数智化应用研究

随着工业4.0时代的到来,智能制造已成为制造业转型升级的关键方向。在此背景下,大型锻造液压机作为重要的锻造设备,对生产效率和产品质量的提升尤为重要。研究基于人工智能的大型锻造压机锻造成形全过程多维度数据采集及关键参数智能感知技术,构建一套完整的数据采集系统,实时监控锻造过程中的温度、压力、速度等关键参数,借助云计算平台的强大数据处理能力,对采集到的数据进行深度分析和处理,实现锻造过程参数的实时监测和智能调控,达到锻造过程的数智化应用,为智能制造领域提供理论支持和技术参考。

大型转子锻件锻造常用压实方法数值模拟对比分析

针对大型转子锻件在锻造过程中常用的几种压实方法,选用目前常用的几种心部压实指标,利用DEFORM-3D软件分别模拟了199 t钢锭单锤压下、一次镦拔和两次镦拔过程,通过对模拟结果的比较分析,对比不同拔长方法的压实效果,为实际生产时压实方法的选择和合理搭配提供依据。

一种最优参数窗口的识别方法及其在锻造中的应用

在金属构件的热成形过程中,变形温度、应变速率和应变等工艺参数对构件的微观组织影响显著,调控工艺参数获得理想显微组织是提高构件综合力学性能的一种有效手段。本文总结了一种基于热加工性能优化的构件锻造工艺参数设计方法,其大致步骤包括热变形行为表征与流变应力数据扩充、基于扩充流变应力数据的热加工图建立和加工参数窗口识别、基于识别的加工参数窗口优化工艺参数、优化工艺参数应用。综述了描述材料高温流变行为的本构模型,主要包括唯象模型、基于物理机制的本构模型和智能模型;材料热加工图的构建方法,主要包括原子模型和动态材料模型;动态再结晶模型,主要包括位错模型和唯象模型。最后,通过两个具体案例说明了该方法在获得较优热加工性能锻件的可行性。

深入推进党的“革命性锻造”的实践思考

党的十八大以来,党的建设在实践方面有诸多创新之举,党的面貌在“革命性锻造”中焕然一新。深入总结革命和建设年代的经验、紧密围绕党建工作的四梁八柱、聚焦党对一切工作的领导,是进入新时代以来深入推进党的“革命性锻造”的重要着眼点。不忘初心,牢记使命,把雷厉风行和久久为功结合起来、推进基层党组织力量体系重塑、提升各级党组织抓党建水平,是新时代深入推进党的“革命性锻造”的三大着力点。

3800 mm轧机支承辊锻造工艺研究与应用

本次承制的3800 mm轧机支承辊锻件直径超过2300 mm,钢锭心部压实难度大,通过工艺技术研究并借助数值模拟论证,确定采用“镦粗-WHF法拔长+镦粗-FM法拔长”的复合锻造主变形工艺。经生产验证,该锻造工艺合理且可行。

旋转锻造加工高比重W-Ni-Fe合金的退火工艺研究

使用粉末冶金工艺制备Ni/Fe为7∶3的W-Ni-Fe高比重钨合金,在使用旋转锻造方法进行形变强化后进行热处理。结果表明,锻造态W-Ni-Fe合金经过一定温度的锻后退火,强度有所提高,而塑性下降。样品的强度在一定的退火温度和保温时间范围内能得到提升,更高温度和更高时间的保温会使样品强度下降。不同钨含量的W-Ni-Fe合金,强度提升最大的退火温度和时间条件不同。SEM图像显示,退火前样品钨颗粒因旋转锻造变形呈现长条状织构,退火后钨颗粒的形状无明显变化。这些现象说明,锻造变形的合金样品经过锻后退火发生应变时效现象,使强度得到提升。研究明确了不同钨含量的W-Ni-Fe合金最佳的锻后退火工艺参数。

锻造变形均匀性的支持向量机模型及应用

针对超大尺寸高强度钛合金棒材锻造成形过程中存在变形不均匀的难题,以物理热压缩模拟试验和数值模拟为基础,采用机器学习方法,建立了钛合金棒材锻造变形均匀性的支持向量机模型。结合锻造工艺参数的归一化处理,获得了锻造变形均匀性优化模型;提出了实际锻造温度和应变分布均匀性评价函数和锻造工艺参数的多目标优化模型;采用优化算法,获得了基于实际锻造温度和应变分布均匀性的锻造工艺参数。将上述模型应用于钛合金棒材的锻造过程,以锻造温度、锻造速度和压下量为优化变量,实际锻造温度与应变分布均匀性为优化目标,优化了直径Φ400mm的1300 MPa钛合金棒材7道次锻造工艺参数组合。

基于ANSYS的80MN等温锻造液压机有限元分析

80MN等温锻造液压机是根据用户专有的工艺需求而设计的专用液压机,属于重型锻造装备。根据技术协议,要求设计出三维模型,然后采用三维软件SolidWorks对80MN等温锻造液压机进行建模,并利用有限元分析软件ANSYS分析优化液压机的机身结构,合理优化了结构布局和材料的利用率,为公称力在60MN~100MN范围间的等温锻造液压机的快速设计提供了参考和借鉴。

一种新型大直径锻造钢球B3的组织性能探究

以性能较好的Ф125 mm锻球为参照,对新用于锻造钢球的B3钢力学性能及微观组织进行研究。结果表明:Ф140 mm B3钢球的整体硬度在56.0~59.5 HRC,冲击韧性在23.00~29.90 J/cm^(2);B3钢球表层组织主要为针状马氏体,心部除马氏体外还有较多的托氏体与贝氏体。导致该现象的原因是锻球心部Mn、Cr含量分布不均匀,以及淬火温度偏低,锻球心部冷速不够,过冷奥氏体易转变成细片团状托氏体,同时较高的含碳量降低了马氏体转变温度,加剧了锻球心部向贝氏体和托氏体转变的倾向。

基于机器学习的TC18钛合金起落架锻造成形工艺智能优化

针对TC18钛合金加工窗口窄、零件成形质量与性能的预测以及工艺参数的优化设计困难的问题,通过热压缩试验分析了TC18钛合金的热变形行为与微观组织演变规律。基于Bayesian算法优化构建了TC18钛合金热变形流动应力和微观组织演变的深度神经网络(DNN)模型。通过对UG和Deform的二次开发,完成了不同工艺参数下起落架锻造的自动建模与仿真,并建立了预锻件的尺寸-工艺-质量数据库。结合DNN和遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、快速非支配排序遗传算法(NSGA2)确定了最优的预锻件工艺参数。结果表明,采用NSGA2优化后锻件最大成形力R_(Tmax)可降低40.6%,目标截面的平均初生α相含量为0.207,接近最优含量20.0%。

β相锻造加工工艺中固溶温度对Ti6242合金保载疲劳性能的影响

对Ti6242钛合金进行不同固溶温度(960,980℃)下的β相锻造加工,研究了不同固溶温度下合金的显微组织和拉伸性能,以及高峰值应力下的低周疲劳与保载疲劳性能。结果表明:不同固溶温度下β相锻造后Ti6242合金组织相似,均由网篮组织、晶内α相片层组织和羽毛状α相集束组织组成,960℃固溶温度下羽毛状α相集束多于980℃固溶温度下。与960℃固溶温度下β相锻造后相比,980℃固溶温度下β相区锻造后合金的强度较高,断后伸长率略低,低周疲劳寿命明显较低,保载疲劳敏感系数较低;980℃固溶温度下合金的保载疲劳寿命约为960℃固溶温度下的1.3倍。不同固溶温度下β相锻造后低周疲劳断口的疲劳特征明显,均由疲劳裂纹源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,而保载疲劳断口均由韧窝和疲劳条带组成,呈现出一种以蠕变断裂为主、疲劳断裂为辅的断裂模式。

基于装模清单的锻造模具管理系统研究

针对锻造工厂在生产过程中人工采集模具信息存在的效率低、易出错等问题,文章研究开发了锻造模具信息管理系统,提出了装模清单的概念,设计了以装模清单为核心的关系数据库模型,融合模具借出、归还等业务场景研究了装模清单创建、运用和终止的业务流程。在此基础上,开展了锻造模具管理系统总体架构、功能模块、编码规则的设计和开发。利用装模清单二维码,实现了锻造生产现场对模具信息的快捷采集和追溯要求。以某高端汽车零部件锻造工厂的实际运用为例,验证了系统在锻造加工过程中模具信息采集的可行性和高效性。

粉末锻造Al_(2)O_(3)颗粒增强Fe–Ni–Mo–C–Cu复合材料的组织与性能

通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al_(2)O_(3)颗粒强化的Fe–Ni–Mo–C–Cu(Q61)复合材料,并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明:当Al_(2)O_(3)质量分数为0.15%时,增强颗粒在基体内分布均匀;相较于同种状态下不添加增强颗粒的单一Q61,调质态复合材料的硬度从HRC 38增至HRC 39.8,屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa,延伸率从12%降至6.5%;淬火态复合材料的硬度从HRC 61.5增至HRC 63.2,磨损率从5.27×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降至3.08×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的磨损率(3.34×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1))。当Al_(2)O_(3)质量分数大于0.15%时,Al_(2)O_(3)颗粒逐渐偏聚,虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加,但塑性严重退化,且淬火态复合材料磨损率增加,耐磨性变差。综合来看,添加0.15%Al_(2)O_(3)颗粒强化Q61复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能,而在淬火态下表现出良好的抗摩擦磨损能力。