DEFORM的LZ大锻件开坯内应力场过程模拟及分析(4)_毕业论文

毕业论文移动版

毕业论文 > 机械论文 >

DEFORM的LZ大锻件开坯内应力场过程模拟及分析(4)

后来在我国学者在前人基础上提出在拔长工艺中新添加料宽比这个工艺参数,叫 做 LZ 锻造法。这种工艺方法要求在平砧拔长过程时在考虑砧宽比的同时考虑料宽比,探究他们共同对锻件内部裂纹的影响[12]。

2) FM 锻造法

FM 锻造法又被称为中心无拉应力锻造法。它与平砧拔长的不同点是下砧为宽砧, 上砧为窄砧。这种工艺即是通过锻件在拔长的过程中发生不对称的变形,从而让锻件 心部处于三向压应力状态。而且还能只需要较小的砧宽比就能让锻件心部更容易有轴 向拉应力变为轴向压应力。通过实验得出在砧宽比为 0。4 的情况下,普通平砧拔长砧 宽比 0。9 时才有资格与 FM 法在锻合锻件心部缺陷的能力上相比较,FM 法在砧宽比 不小于 0。4 时,轴向不产生拉应力。上下平砧拔长与 FM 法相比,相应的砧宽比要小 一倍左右,前者所需锻压力是后者所需的三分之二,FM 法更省力,使现在拥有的设 备和工具都能拔长大钢锭。还有一种建立在这之上的叫 NFM 法,这是燕山大学提出 的,把心部的轴向和横向应力都算上,把砧宽比定在大于 0。4,同时料宽比在 0。83~1。20 间[13]。

3)JTS 锻造法

这种方法也叫表面降温锻造法,是 1962 日本制钢所馆野万吉和鹿野昭提出的。 他的工艺特点就是将钢锭倒棱后锻成方截面坯,接着加热到始锻温度保温,再取出快 速冷却到终锻温度,使钢锭表面造就出一层硬壳,在内外温差 230~270 度再用窄平砧 沿钢锭纵向加压借助表层低温硬壳的包紧作用,以此压实心部。用这种工艺拔长后得 到的大锻件良品率非常高 2。不足之处,他的上砧子宽度比锻件的宽度小,锻件表面 的那层硬壳塑性不太好,因此比较容易产生压伤及折叠缺陷。而且表面冷却不容易, 使锻造过程变得复杂,表面降低温度,使得变形 抗力增大,则需要更大的锻造设备, 吨位比平砧拔长大 3 倍[14]。

4)WHF 锻造法

WHF 锻造法又被叫做宽平砧高温强压法,他是上下对称的宽平砧利用高温锻造 大变形来让锻件中的内部缺陷锻合的工艺方法。最佳的工艺参数为砧宽比 0。6~0。8, 压下率 20%~25%。该工艺让心部得到大变形来破碎夹杂物锻合缩孔等缺陷,使得心 部被压实[15]。

除上述的那些外, V 型砧拔长锻造法与 WHF 锻造法相比,所需要的载荷是普 通拔长的两倍以上,所以对于大轴锻件来说这种方法在实际的生产中并不适用。现在

工程上大多是去改变砧子的形状、料宽比、压下率、砧宽比等方法来消除内部缺陷, 使心部压实,例如 KD  法、TER 法、SUF 法 AVO 法等锻造法。

1。4 大锻件的数值模拟

大锻件的锻造成形过程是一个复杂至极的过程,经典的塑形变形理论已经无法用 来精确的计算出锻件内部的应力应变。然而假如我们将金属用来作为大锻件的实验材 料,那将是一项巨大的资源浪费,这显然不是很现实的事。因此通过运用物理和数值 模拟去模拟分析大锻件内部的应力应变场、金属的自身内部的流动规律以及温度场变 化就显得经济适当。起先研究人员用非金属材料来进行物理模拟,由此确实的到了一 些很实用的理论知识来参考,但当要对大锻件采取实验研究时,限于材料方面以及经 济性等各方面原因,就只能通过对缩小的模型进行物理模拟,但这样对于研究结论来 说还是出现了误差。但是随着有限元模拟和计算机这两种关键的技术的快速发展,有 限元模拟技术在大锻件的成形过程中对各种力、场、规律等模拟结果得到了人们的认 肯,并且能够缩短锻件的研发周期,因此得到了广泛的应用。通过有限元模拟技术, 结合热力学、微观组织等学科,能够模拟出动态的金属变形过程,并且给出各种场量 信息和微观组织的演变过程。 (责任编辑:qin)