【摘 要】
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借助Deform-3D成形模拟结合工程化实验,对复杂尺寸6061铝合金锥筒形件(内径、外径和高度分别为Φ500、Φ630和1752 mm)展开了撑拉成形工艺研究,对成形后的6061铝合金锥筒形件展开热处理强化研究,同时完成了金相组织分析、XRD衍射检测和室温拉伸实验.研究表明:6061铝合金锥筒形件的终成形凸模选用等距母线形锥形头,所受应力更加均匀,有效降低了构件成形应变不均匀指数(0.89)和设备所需载荷(24600 kN);热处理后,由于Fe融入到基体中,析出大量强化相Mg2Si及MnAl6,使得60
【机 构】
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中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;内蒙古第一机械集团股份有限公司,内蒙古包头014000
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借助Deform-3D成形模拟结合工程化实验,对复杂尺寸6061铝合金锥筒形件(内径、外径和高度分别为Φ500、Φ630和1752 mm)展开了撑拉成形工艺研究,对成形后的6061铝合金锥筒形件展开热处理强化研究,同时完成了金相组织分析、XRD衍射检测和室温拉伸实验.研究表明:6061铝合金锥筒形件的终成形凸模选用等距母线形锥形头,所受应力更加均匀,有效降低了构件成形应变不均匀指数(0.89)和设备所需载荷(24600 kN);热处理后,由于Fe融入到基体中,析出大量强化相Mg2Si及MnAl6,使得6061铝合金锥筒形件的力学性能大幅提升,其中,抗拉强度与屈服强度分别达到335.45和240 MPa,比热处理前有大幅度提高,断后伸长率为18％.
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设计了一种连续纤维增强铝基复合圆棒的挤压模具,基于Deform-2D软件对其挤压全过程进行二维数值仿真,研究了复合型材挤压过程中材料的流变规律和挤压焊合路径上各物理场的分布特征,并通过挤压实验获得了连续钢丝增强的铝基复合圆棒.研究结果表明,钢丝上的应力集中是由焊合室内的三向压应力和坯料的流速不均造成的.在复合型材挤压过程中,钢丝与铝基体间的结合首先依赖于焊合室内的焊合压力,随后其在模口外的粘结作用主要取决于挤压温度.在焊合路径上,较高的挤压温度、焊合压力、应变和应变速率均有利于型材焊缝及其界面的焊合.在挤
开发了一种变强度热冲压工艺,可以对零件进行微观组织和力学性能调控.利用感应线圈对坯料进行梯度化加热,使局部区域奥氏体化,进而调控淬火后各区域的微观组织,从而获得变强度零件.实验以退火态及冷轧态的热冲压钢来研究该工艺,软化区组织均为珠光体+铁素体,退火态和冷轧态钢板的抗拉强度及伸长率分别为490 MPa和32％、940.4 MPa和4.2％;高强度区均为马氏体组织,退火态和冷轧态钢板的抗拉强度及伸长率分别为1532 MPa和9.1％、1485.1 MPa和8.4％;过渡区的硬度从高强区向软化区逐渐下降,性能
针对T形高筋极薄壁铝合金构件,如飞机窗框构件,由于对成形质量、金属流线及尺寸精度要求高而导致精密模锻成形极易出现充填不满、折叠及流线不连贯等缺陷问题,提出沿锻件中心连皮及筋顶纵向两个方向对金属进行双向分流成形,利用内飞边、筋顶余量及阻力墙结构实现金属合理双向分流以满足锻件产品的质量要求.针对锻件拔模斜度小而导致的成形后脱模困难的问题,发明了一种采用内模进行整体脱模的特殊组合模具.结合数值模拟及工艺试验,对坯料形状和尺寸、成形工艺及模具进行进一步优化,并利用三维扫描对锻件形状和尺寸进行检测.结果 表明:采用
为达到减少钛合金曲臂肘锻件在传统锻制中现场试制、调整尺寸、工艺摸索等反复操作的目的 ,并解决周期长、损耗大等问题,通过有限元分析软件模拟普通开放式模锻锤模压成形过程来辅助荒型优化,降低产品发生缺陷的几率,减少实际试制次数.尝试了不同预制坯设计方案,并逐一分析了不同预制坯对模锻成形效果的影响,合理地降低了成形可能出现缺陷的风险.通过数值模拟与工艺试验相结合,获得一种新的菱形预制坯方案,即棒料先锻制成菱形坯,再机加工去除理化检测区,最终利用双层漏盘整形得到合适的预制坯.这种预制坯在成形方法上已实现工程化应用.
通过研究盲孔中空结构且孔口直径较小的42CrMo4中碳合金钢制动器调节螺母的成形工艺,提出一种加工流程简单、成本较低的精密成形方案,以提高产品竞争力.针对该零件的特殊结构,设计了两种多工序成形工艺方案,分别为减径工艺方案和镦粗工艺方案,并采用有限元分析软件DEFORM-3D对两种成形工艺方案分别进行模拟,然后对不同成形过程中的金属流线分布、载荷和锻件结构进行对比研究,得到一种融合了温锻、反挤压(冷)、减径等成形方式的多工序精密成形工艺,并通过试制验证了该精密成形工艺的可行性.为多台阶、变截面、芯部中空、含
根据6.3MN摩擦压力机镶块模的结构特点,在不增加额外模具和火次的前提下,在弯管接头类锻件模锻成形前增加弯曲工步,使锻件的材料利用率提升至约80％.通过采用数值模拟和工艺试验,研究了弯曲模膛在弯管接头类锻件上的应用,并总结了弯管类锻件弯曲模膛设计的结构形式和关键参数,分析了弯曲后坯料在模锻时飞边交接部分易产生折叠缺陷的原因.仅当弯曲模膛轮廓和锻件外轮廓间的距离满足h4≥2h2,且在台阶位置以大圆角平滑过渡时,才能避免模锻产生折叠缺陷.应用效果表明,即使生产设备存在局限性,该方式也能够在一火内实现钛合金和不
为提高精密聚合物透镜模组的光学性能,以大直径非球面透镜为研究对象,分析了注射与注射压缩成形工艺透镜面形偏差的差异,并通过透镜模组成像计算研究了透镜面形偏差对模组光学畸变的影响规律.结果 表明:注塑成形工艺因素导致透镜面形偏差且分布不均匀,注射压缩成形工艺能够有效降低透镜面形偏差;单个透镜的面形偏差大小与模组光学畸变性能优劣并不完全呈正相关,模组网格畸变与TV畸变随透镜面形偏差的降低而减小.透镜模组中各透镜的光学功能与面形特征相互耦合,仅降低透镜的面形偏差无法提高透镜模组的整体成像性能,需要综合考虑模组中各
通过物理边界测定试验,确定了300M钢材料的热辐射系数、与模具的热交换系数和摩擦因数;在同一规格棒材上切取试样,完成了热模拟压缩试验,获得了300M超高强度钢的应力-应变曲线;将物理边界参数和应力-应变曲线导入到有限元模拟软件中,建立了与实际生产工况高度吻合的数值模拟仿真空间.通过全流程的数值模拟技术对坯料成形过程和模锻成形过程进行不断地迭代优化,精准预测了前起外筒模锻件的成形过程,锻件料工比控制在1.2以内,控制了材料消耗,制定出3火次制坯和2火次模锻的短流程工艺方案.锻件一次试制成功,实现了飞机前起外
提出采用板锻造工艺来成形端部带法兰特征的筒形零件,以解决现有成形工艺中存在的成形加工载荷大等问题.基于有限元仿真模拟分析了端部法兰特征的板锻造工艺的变形过程,研究了板厚、切入量及待变形区域的高度和成形界面的摩擦条件对法兰特征成形性的影响规律.研究结果表明:建立的有限元模型可以较好地预测法兰特征的板锻造成形;切应力主导了待变形金属与筒形坯件本体的剥离过程,成形末期凸模镦挤此部分金属,完成法兰特征的成形;板厚越大,筒形坯件的抗屈曲失稳能力越强,筒壁待变形高度临界值越大;法兰特征的径向尺寸与切入量及筒壁待变形区
通过了解17-4PH (0Cr17Ni4Cu4Nb)马氏体沉淀硬化不锈钢的原材料特性,发现该不锈钢硬度值受热处理制度的影响极不稳定,仅仅通过固溶及时效处理不能完成马氏体的充分转变.为改善这种材料的锻件硬度值的不稳定性,通过对回火温度、冷却方式的调整,摸索了不同热处理制度影响锻件硬度值的规律.为减小17-4PH (0Cr17Ni4Cu4Nb)钢原始状态对力学性能的影响,还尝试在淬火与回火热处理工序之间增加一道中间热处理,旨在消除原来不良的组织结构,使合金元素的均匀化分布、细化奥氏体晶粒.对17-4PH (0