QSn7-0.2铜合金半固态挤压成形组织研究

采用不同半固态挤压成形工艺制备了空压机斜盘用双T型QSn7-0.2铜合金部件,研究了铸态、半固态挤压的组织,对比分析了保温时间、保温温度以及挤压速度对不同部位组织的影响。结果表明,半固态挤压成形铸件组织致密性、均匀性、协同变形性均优于直接浇注铸件。最佳的半固态挤压成形工艺为:保温温度940℃、保温时间60 min、挤压速度10 mm/s。冲头区域和铸件中部组织均匀,而铸件前端组织均匀性较差。

QSn5～7-0.2～0.4铜合金的耐磨耐温特性试验

分别在有、无润滑脂情况下采用逐级加栽的方式对QSn5 ～ 7-0.2 ～0.4铜合金块的耐磨耐温特性进行了定性定量分析.材料的耐磨特性通过测定试块平均体积磨损率评定;材料的抗胶合能力,也即耐温性通过对试块的温度变化进行实时监测评定.试验结果表明：QSn5 ～7-0.2 ～0.4材料的耐磨性,特别是抗胶合磨损能力较好,允许使用温度较高;在有润滑脂润滑条件下,测试块与圆柱环之间的摩擦系数更小,温升值更低,耐磨性能得以成倍改善,耐温性能良好.

毛坯尺寸对QSn7-0.2合金旋压筒形件性能及微观组织的影响

以QSn7-0.2合金为研究对象,采用强力旋压机分别对不同直径与壁厚的毛坯进行旋压成形。利用布氏硬度仪、万能拉伸试验机和扫描电子显微镜,研究不同毛坯尺寸对旋压件的性能及微观组织的影响。结果表明:随着毛坯直径的增大,布氏硬度、抗拉强度和屈服强度逐渐减小,伸长率逐渐增大;随着毛坯壁厚的增大,布氏硬度、抗拉强度和屈服强度逐渐增大,伸长率呈逐渐减小趋势;此外,随着毛坯直径的增大和毛坯壁厚的减小,平均晶粒大小呈增大趋势。

基于Simufact的QSn7-0.2筒形件正、反旋数值模拟研究

为了得到成形质量高、变形均匀的QSn7-0.2连杆衬套筒形件,采用有限元数值模拟的方法对正、反旋两种筒形件强力旋压的旋压方式进行分析,介绍了两种筒形件强力旋压方式的工艺原理,并制定了相应的成形工艺方案。使用锡青铜作为研究对象,利用Simufact有限元仿真软件,对两种不同的筒形件强力旋压方式的成形过程进行了数值模拟。结果表明,正旋的成形质量好于反旋;正旋的瞬时最大等效应力应变值及径向和切向的最大应力分量的变化幅度均小于反旋;反旋的旋压时间小于正旋,在精度允许的范围内,反旋的生产效率高于正旋。

QSn7-0.2锡青铜变形抗力的研究

使用Gleeble-1500热模拟试验机对QSn7-0.2锡青铜变形抗力进行了试验。研究了其在变形温度200～800℃、应变速率0.1～10 s-1和变形程度0.1～0.6下的变形抗力。结果表明：变形抗力随变形温度的升高而降低。在变形温度200～500℃时,随变形程度增加,变形抗力不断增大;在变形温度600～700℃时,随变形程度增加,变形抗力先增大后减小。变形抗力随着变形速率的增加而增加。通过数学模型对锡青铜在不同塑性变形下的变形抗力进行了拟合。对数学模型进行了回归分析,其预报精度较高且具有较好的曲线拟合特性。

载荷和转速对铜合金材料摩擦磨损性能的影响

采用MMW-1A摩擦磨损试验机,对比研究干摩擦条件下,载荷和转速对QSn7-0.2、CuZn31Si1和Cu9Ni6Sn三种铜合金材料摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析磨损表面形貌及元素成分,讨论了QSn7-0.2、CuZn31Si1和Cu9Ni6Sn的磨损机理.结果表明:当载荷和转速增大时,平均摩擦系数和磨损率为Cu9Ni6Sn<CuZn31Si1<QSn7-0.2.当载荷增大时,QSn7-0.2的磨损机理由磨粒磨损逐渐加剧转变为黏着磨损;CuZn31Si1的磨损机理由塑性变形磨损加重并伴有轻微的磨粒磨损转变为磨粒、黏着磨损;Cu9Ni6Sn的磨损机理由轻微的磨粒、塑性变形磨损转变为疲劳磨损.当转速增大时,QSn7-0.2的磨损机理由塑性变形磨损加重转变为黏着磨损,整个过程伴随着轻微的磨粒磨损;CuZn31Si1的磨损机理由磨粒磨损转变为塑性变形磨损;Cu9Ni6Sn的磨损机理由轻微的磨粒磨损转变为磨粒磨损与塑性变形磨损共存.

基于改进TOPSIS-灰色关联分析的QSn7-0.2锡青铜变薄拉深多目标优化

为提高QSn7-0.2锡青铜连杆衬套变薄拉深成形质量、实现降本增效,将优劣解距离法(TOPSIS)与灰色关联分析法相结合,提出一种改进TOPSIS-灰色关联分析多目标评价体系,以QSn7-0.2锡青铜连杆衬套为研究对象,选定变薄率、凹模锥角、拉深速度、摩擦因数为工艺因素变量,设计4因素5水平正交试验,并在ABAQUS软件中进行变薄拉深工艺数值模拟分析。以成形件屈服强度、抗拉强度、残余应力、拉深力为综合优化目标,利用CRITIC法对多个优化目标权重进行客观赋值,将多目标优化问题转换为单目标优化问题,最终获得QSn7-0.2锡青铜变薄拉深最优工艺参数组合为:变薄率为42%、凹模锥角为9°、拉深速度为16mm·s^(-1)、摩擦因数为0.15。最优工艺参数组合下工件的屈服强度为587MPa、抗拉强度为643MPa、残余应力为173MPa、拉深力为626k N,成形质量更优更均衡。

强旋工艺及退火温度对QSn7-0.2合金组织的影响

以QSn7-0.2合金为研究对象,以进给比、首轮压下比、退火温度为变量因素,建立了单因素试验表,研究了不同参数对QSn7-0.2合金的晶粒尺寸的影响,并对其晶粒尺寸存在差异性的原因进行了分析。结果表明,当进给比增大时,微观组织内平均晶粒度呈现先减小后增大的趋势;当首轮压下比增大时,组织内平均晶粒尺寸变化不明显;当退火温度升高时,合金的平均晶粒尺寸略有增大。

基于Simufact的强力旋压连杆衬套在不同旋轮参数下的应力应变分析

在强力旋压连杆衬套中,旋轮参数的选择以及相互之间的配合在实际生产中尤为重要。为了生产出质量更好的连杆衬套,必须确定错距旋压中的旋轮参数。本文利用Simufact有限元软件对锡青铜连杆衬套的成形过程进行了仿真,分析了连杆衬套在不同旋轮参数配合下的应力应变。结果表明：当旋轮轴向错距5 mm、旋轮工作角23°和旋轮工作圆弧半径4 mm时,强力旋压连杆衬套的旋压力稳定,工件变形均匀,精度高,成形质量好。结果能对锡青铜连杆衬套的研究和生产以及旋轮的设计提供参考。