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半弧板锻件成形工艺研究
两端半弧板成形工艺研究半弧板锻件形状较复杂,按照传统工艺方法损料多,材料实际利用率相对较低,必然增加车间生产成本。1原则上利用大平底采用计算法确定探伤灵敏度,对由于几何形状所限,以及缺陷在近场区内的工件,可采用试块法见附录a。通过认真分析锻件形状,确定采取两件错位合锻一气割成形的方法组织生产。半弧板锻件成形示意图见图2。通过采用两件合锻的成形工艺,不仅降低了锻件工艺重量和工艺损耗,而且克服了因锻件形状复杂导致车间组织生产难度较大的问题。
中间长弧板成形工艺研究长弧板锻件形状较---,若按照传统工艺方法直接锻成方板,则增加了锻件工艺重量。对于锻件的宏观组织检验常用的方法有低倍腐蚀法(包括热蚀法、冷蚀法及电解腐蚀法)、断口试验法和硫印法。通过认真分析锻造变形工艺,基于金属塑性流动原理,利用锻造过程中产生舌头鼓出两端弧形,如图3所示。通过充分利用锻造过程中产生的舌头,不仅容易---锻件两端的弧度尺寸,而且生产操作控制简单,也降低了锻件制造成本。
主变形方案分析由于本批次管板技术要求严格,而且截面大、高度低,心部极易产生片状夹杂缺陷,基于此主变形镦拔阶段采取宽砧强压拔方法,大进砧量、大压下量进行锻造,充分打碎粗大组织,焊合孔洞性缺陷。应继续坚持不懈地进行自主开发,并通过引进合资、合作生产等方式,在10~20年内基本实现我国锻压设备的现代化和国产化。w/h(一砧子宽度,日一坯料压前高度)控制在0.5~0.8,---坯料心部的应力、应变状态。压下率ah/h控制在16%~22%,---闭合面积值。主变形拔扁初始阶段采取宽砧强压拔扁、坯料局部成形,金属基体以局部整体流动为主,使得受压部位心部承受一定的静水压力,减弱了夹杂物成为片状的趋势j。拔完一趟后翻转180。进行第二趟拔扁,压下率ah/h控制在14%~17%之间,合理控制送进量。主变形拔扁接近出成品阶段采用窄砧拔扁拔长。变形进行到此阶段,内部组织基本上得到了充分压实,成形力较大,金属流动较为困难。采用窄砧拔扁拔长降低了成形力,再则砧子与坯料的接触面积减小,一定程度上---了金属塑性流动状况,利于锻件成形。
工艺方案主要亮点和过程控制关键点(1)该工艺方案主要亮点:很大程度上实现了按照管板零件轮廓形状进行成形,且生产操作较为方便,尺寸也较容易控制。这种浅表层缺陷,检测时伤波高低不等,疏密不均,波峰分枝,波头圆钝不清晰,探头游动时伤波此起彼伏、变化迅速。两端半弧板锻件错位合锻一气割的工艺方法一定程度上解决了形状较为复杂大型锻件的成形问题,且通过合理利用两端余料锻制本体试板,的贴合了锻件本身综合性能。长弧板的锻造充分利用了金属流动规律,解决了端部弧形轮廓的成形,达到了降低生产成本的目的。(2)该工艺方案生产过程控制关键点:镦拔阶段严格按照工艺参数进行生产操作,合理控制进砧量和压下量。拔扁过程中应根据具体生产情况及时调整操作方法,---锻件成形。另外,由于锻件形状的特殊性,接近工艺尺寸后,要及时用事先做好的样板比对,---要关注长弧板两端弧度的成形情况,防止尺寸超差。
锻件结构变化的三个阶段
基于上述研究,当软化的过程是以动态恢复起主要作用时,结构变化的一般特性和顺序可以归纳为以下几点:(1)在形变的初始阶段,相当于前面所述的£=u.07---0.1的那部分,形成其有高密度位错的亚结构。这些位错可以是均匀分布或是成为脆状亚结构的亚晶界。中间长弧板成形工艺研究长弧板锻件形状较---,若按照传统工艺方法直接锻成方板,则增加了锻件工艺重量。这些亚结构类型在冷变形中也可以观察到,当软化的过程还不明显时,热形变的这个阶段可以命名为热加工硬化阶段。与此相对应的亚结构被称为“热加工”亚结构。(2)在形变的第二阶段中,包括变形曲线的上升部分但:>;o.07-0.1。此时,强化系数降低。由于软化过程的增强,形成了多边形亚晶界。亚晶粒边界区域内有相当高的自由位错密度。在形变过程中,热加工结构逐渐被多边形亚结构代替。多边化的亚结构自身也在变化。首先,形成沿着一定的晶面分割晶粒的亚晶界。随着应力的增加,亚晶粒边界沿着更多的晶面形成。因此,穿过初的亚晶粒,加之因边界吞并而使亚晶粒的圆化,过程及多边化,反复多边化过程。结果形成了近乎等轴的亚晶粒。在形变稍微超过稳定阶段的起始阶段条件下,随着完整多边化的亚结构及等轴晶的形成,这个阶段完成。(3)等轴多边形亚结构在下一个形变阶段恒应力的实际过程中,保持不变。亚晶粒尺寸的稳定性是通过反复多边化—在平衡距离下亚晶粒边界的形成和破坏的连续过程来---。因此,在后两个阶段中,动态多边化是结构形成的主要过程。和应力及金属亚结构连续转变的同时,进行与形变图的上升部分相对应(e70.07---1直到£max的多边化过程。所以,热变形的这个阶段被称为非稳定的动态多边化阶段。在热形变的下一个阶段中,应力和终形成的多边形结构不再变化,并且,它可以称为稳定动态多边化的阶段。
锻件有限元分析模型
锻后空冷方式能够有效降低锻件的残余应力,因此选择空冷后的锻件数值模型作为本文热处理分析的有限元模型㈣,即在deform一3d软件中直接导入空冷后的7050高强铝合金锻件的“.db”模型文件。拔扁过程中应根据具体生产情况及时调整操作方法,---锻件成形。固溶处理模拟时,炉温设定为465℃,传热系数为0.2n/(s·mm·℃),时间步长为2s,步数为3600步。固溶后的淬火过程工件模型直接取自固溶后的“.db”文件,从而---了残余应力的遗传性。淬火过程中介质温度设定为20:c,传热系数为20n/(s-mm·℃),时问步长为0.01s,步数为3000步。锻件固溶冷却后迅速对其进行1%~5%的冷压缩变形,以有效---锻件的残余应力,并防止随后热处理过程中的锻件开裂现象。为分析冷压缩量对锻件残余应力的分布影响,分别按照1%、3%和5%的冷压缩量进行了有限元模拟,冷压缩工件模型直接取自锻件淬火后的“.db”文件。冷压过程中的压下速度为4mm/s,时问步长为0.1s,步数为60步,大压缩量为5%,因此12步、36步和60步分别对应1%、3%和5%的冷压缩量。
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