摘要：针对目前特殊用途车辆用超高强度钢板在折弯成形工艺中存在的回弹剧烈问题,提出一种基于改进遗传算法的超高强钢硬化模型参数确定方法,实现超高强度钢板折弯回弹的准确预测。以超高强钢板6252为研究对象,首先构建一个考虑超高强钢材料应变硬化行为和Bauschinger效应的Yoshida-Uemori硬化模型框架;然后结合有限元仿真软件LS-DYNA和改进遗传算法准确地确定硬化模型框架中的材料特性参数;最后基于DYNAFORM平台对6252超高强钢工件进行了折弯回弹的预测。实际的折弯试验表明,回弹模拟结果与实际回弹角度之间的误差在2%以内,验证所标定的超高强钢硬化模型参数的可靠性,说明在该参数集支持下的Yoshida-Uemori硬化模型能够较好地描述超高强钢板的动态特性。所提出的方法为超高强度钢零部件的高精度成形工艺设计提供有效指导。

摘要：目的解决大型铝合金自由锻拔长制坯组织均匀性差、部分区域力学性能不达标的问题。方法提出了用于对称拔长方法的斜面型拔长砧,该砧两侧均设计为带有一定角度的斜面结构,使拔长进给过程中交界区域形成变形过渡区,在拔长时实现交界区变形的连续性。通过有限元模拟,将该方法与传统非对称拔长以及进给量和压下量组合成不同工艺方案进行比较研究,获得了不同方案拔长对锻坯变形均匀性的影响规律。结果在传统非对称拔长方法下,减小进给量和压下量后,在一定程度上可以提高变形的均匀性,锻坯的等效应变均方差由0.710降为0.633,纵向应变均方差由0.180降为0.162;采用近“V”型斜面拔长砧对称拔长法后,锻坯的等效应变均方差进一步下降为0.605,纵向应变均方差下降为0.098。结论经生产试制可知,采用斜面拔长砧对称拔长法可以大幅度提高拔长坯料的变形均匀性,且纵向的提升效果更为显著。

摘要：为降低深型槽锻模型槽底部过渡圆角处的开裂风险,为锻模结构设计提供指导,通过所设计的模具探究了结构参数(型槽底部过渡圆角半径R、毛边槽桥部单边高度h、入口圆角半径r以及拔模斜度α)对模具应力(模具的最大主应力)的影响。采用单因素变量法,设计了4组模拟实验,共计24次有限元模拟,并通过对比成形载荷的模拟结果和已有研究预测结果来验证模拟的正确性。模拟结果表明:σ_(max)(模具应力最大值)随着R的增大而减小,且二者呈现出较好的线性关系,即R增大1 mm,σ_(max)下降约40 MPa;模具整体应力水平随着h的增大而迅速减小,但减小程度逐渐降低;r在1~7 mm变化时对模具应力的影响较小;α对模具应力的影响机理较为复杂,但总体而言,增大α会导致模具应力轻微上升。

摘要：为提高冷冲压模具寿命、降低模具制造成本,提出了铸钢基体表面激光熔覆耐磨层的模具制造技术。首先,设计了3种激光熔覆材料并制定了相应的激光熔覆工艺参数,使用激光熔覆设备将这3种材料在45铸钢基体上进行激光熔覆实验。随后,对熔覆试样进行了物相和金相分析,分析结果表明:第1种材料熔覆层中主要存在α-Fe、Fe-Cr金属间化合物、Fe-Ni固溶体和Ni-Cr-Fe固溶体等,形成固溶强化,提高了熔覆金属的硬度;第2种材料熔覆层主要含有马氏体、析出相Fe-Cr、FeV、MnV等,马氏体的硬度和强度均得到较高,同时晶界上的析出物具有弥散强化效果,提高了材料的硬度和强度;第3种材料熔覆层主要含有马氏体、Cr_(7)C_(3)和Mn_(23)C_(6)等相,该材料的微观组织具有网状结构,网状晶界的碳化物包裹马氏体,提升了材料的硬度和强度。最后,对3种材料进行了显微硬度、摩擦因数及耐磨性的综合分析,确定第3种材料熔覆层的显微硬度最大、耐磨性最好、摩擦因数最小。将第3种材料熔覆于某冷冲压切边模具刃口上,可以显著提高模具寿命。

摘要：为了提高大型航空热锻模的服役寿命、降低其制造成本,将电弧熔丝增材制造技术应用于大型航空热锻模的再制造修复。首先,利用数值仿真技术得到模具在服役时的温度场和应力场,并根据其分布状态设计了模具的三层梯度结构,实现原模具基体上覆盖少量具有较好高温红硬性材料的目的,进而在降低模具再制造成本的同时提升模具寿命。其次,针对三层结构中的过渡层和强化层,分别设计了铁基和钴基材料。分析表明在室温下过渡层材料的强度最高、硬度最大、塑性最差,强化层材料在室温下的塑性和强度都略高于基体材料;在650℃高温下,强化层材料的强度最高,并且显著高于过渡层材料和基体材料。这种分层材料的设计,能够保证模具在服役时候表面强化层在高温下能够抵抗磨损和塑性变形,而过渡层温度较低又能提供强有力的强度支撑。最后,对某钛合金一梁大型锻模、超高强度钢起落架大型锻模进行了再制造修复验证,经多批次生产的考核验证,比传统方法制造的模具寿命提高了数倍,再制造锻模未出现裂纹、塑性变形等缺陷,表面层保持良好,变形量较原5CrNiMo模具小得多。

摘要：目的揭示服役寿命长、工况苛刻、锻造成本高、质量控制难度大的航空结构件与发动机盘件用钛合金、高温合金等锻件外观缺陷的产生原因及控制措施。方法按照航空锻件锻造流程(开坯、制坯、模锻和锻后热处理),分别研究裂纹、折叠、错移等锻造缺陷产生的原因。结果航空锻件产生表观质量缺陷的原因一般由工艺设计不合理、锻造操作不当、工装设备保障不到位等导致,需结合锻件材料、形状、变形过程等采取对应措施进行优化解决。结论对航空锻件缺陷产生原因进行了研究,给出了行之有效的解决措施,对于航空锻件质量的提高,尤其是新材料、大尺寸、复杂结构的航空锻件研制具有重要的工程指导意义。

摘要：为降低大型航空模锻件热处理能耗和辅具应用成本,采用高温拉伸、数值模拟等方法对热处理料盘的选材和结构进行了优化设计,结果表明,相同工况下ZG35Cr24Ni7SiN的高温强度优于ZG40Ni35Cr26Si2,推荐使用。10 t载荷下,随着料盘厚度的减少,承受的等效应力增大,当使用叉车出炉时,40 mm的料盘厚度满足使用要求,当使用吊装出炉时,65 mm料盘厚度满足使用要求,Hon1蜂窝孔料盘在相同工况下,因最大等效应力低而优于Rec1矩形孔料盘结构。生产应用结果表明,优化后的料盘减重34.15%,寿命提升50%,平均能耗降低77.5 kWh,经济效益明显。

摘要：采用传统方法生产的大型锻模寿命低、成本高,大型锻模长寿命、低成本制造与再制造成为当前大型构件模锻行业提升核心竞争力的关键。研究在大型锻模低成本基体表面上电弧增材梯度异质结构材料的方法,以获得长寿命低成本大型锻模,具有重要意义。介绍了常见的锻模降本延寿方法及其存在的问题,阐述了锻模制造及再制造电弧增材梯度异质结构设计理论,并从梯度异质结构、低成本基体材料及增材丝材、焊锻复合工艺、增材自动化装备四方面综述了长寿命低成本大型锻模电弧增材制造与再制造的研究进展。