论文部分内容阅读
随着制造业的迅速发展及人民生活质量的提高,不锈钢材料由于其优良的耐蚀性、优越的成形性、优美的外观以及良好的力学性能等诱人的综合性能被广泛地应用于各种领域,其中应用较为广泛的有304奥氏体不锈钢,然而由于304不锈钢材料加工硬化速率快,而且在成形时还必须维持其固有的耐腐蚀性能,因此304不锈钢零件的成形大多是采用铸造工艺,但是不锈钢材料在进行铸造工艺时容易产生多种铸造缺陷,特别是对于复杂异形不锈钢零件,其铸造成形难度更大很容易造成废件,而且铸件的材料利用率较低,随着不锈钢材料价格日益上涨,采用铸造成形工艺已严重的影响不锈钢产品的质量和企业的经济效益,面对如此高昂并且不断上涨的材料价格和必须使用的情况,工程行业不得不考虑采用更加高效的成形工艺来制造不锈钢零件。本文就复杂不锈钢零件精密挤压成形工艺进行了研究,采用数值模拟研究与实验研究相结合的方法,分别对坯料挤压初始状态、挤压成形过程和挤压工艺参数等方面进行了模拟及优化研究,研究方法涉及到单因素实验设计方法、正交试验设计方法和对比实验等。研究目的是为了探寻复杂不锈钢零件挤压成形规律,完善优化该类零件的挤压成形工艺,为实际生产工艺的设计提供指导。首先,通过对比实验,对304奥氏体不锈钢的固溶软化处理工艺进行了研究,随后通过挤压成形过程模拟,研究了目标零件的挤压成形规律,并采用单因素实验方法对零件尺寸参数、模具参数、压力机参数以及板料参数对挤压件质量的影响规律进行了研究,最后通过正交试验方法对其挤压成形工艺参数进行优化。研究表明当固溶处理方案为1100℃,保温30分钟,随后采用食盐水溶液进行搅拌冷却时,坯料初始硬度达到最低。当挤压速度为8mm/s、摩擦系数为0.25、坯料板厚为16mm、零件外壁厚度为4mm、凸模圆角半径按顺序分别为lmm、0.8mm以及3.3mm和凸模外壁凸台结构高度为20mm时,该挤压件成形质量最好。最后,根据制定的固溶处理软化方案以及挤压成形工艺参数的优化结果,设计制造了模具,调整并试模得到质量较优的挤压件,对研究结果进行了实验验证。