黄铜合金连续挤压控制模具出口流速均匀的模拟与实验研究

来源 :大连交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beyondryo
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连续挤压技术是一种高效、经济、节能的塑性成形方法,本论文选择H62黄铜作为模拟和实验原材料,是因为在黄铜合金中,H62黄铜具有非常好的力学性能,在热态和冷态下塑性都非常良好,具有耐磨性能、导电性、导热性和耐腐蚀性。H62黄铜在连续挤压成形过程中,在模具出口处流动速度分布不均匀易造成产品内部组织不均匀,产品外部弯曲、裂纹等缺陷,从而导致产品的质量和性能下降。本文基于TLJ250连续挤压机通过Deform-3D软件对铜棒材连续挤压过程进行有限元法模拟分析,分析不同工艺参数控制模具出口流速变化对铜产品质量和性能的影响。通过对不同形状产品连续挤压成形实验,分析产品形状对H62黄铜组织和性能的影响。模拟和实验结果表明如下。产品直径(?)=6mm、9mm、15mm三种,采用面积扩展比定义。随着面积扩展比的增大,金属温度呈现降低的趋势,速度呈现上下对称层流分布状态,当ζ=3.52,模具定径带处速度变化幅度较小、模具出口速度较为均匀。挤压轮转速为n=5r.min-1、7r.min-1、9r.min-1,金属的流动速度、变形温度随着挤压轮转速的降低而降低;当挤压轮转速n=5r.min-1时,其纵向流动速度曲线最平稳,模具出口速度最均匀。扩展通道长度L=Omm、3mm、6mm,随着扩展腔长度L的增大,整体温度逐渐升高,金属流动速度减慢趋于稳定,L=6mm时,流速均方差和方差最小,即模具出口流速最稳定。不同规格产品(?)6mm圆形棒、等截面积一边长L6mm方形棒、外接圆(?)6mm六方棒,随着产品形状复杂程度的增大,温度影响不大,坯料弯角处等效应力、最大应力增大,且不均匀。定径带处横向流速均方差值变大,速度差变大。实验结果表明,不同形状产品内部组织中心部位,组织影响不大,产品中心位置的金属流动性稳定,模具出口流速均匀。不同形状产品的内部组织边角部位,外接圆(?)6mm六方棒夹杂分层,(?)6mm圆形棒金属流速均匀性好。硬度实验分析,(?)6mm圆形棒成品硬度高于外接圆(?)6mm六方棒成品硬度,断后伸长率(?)6mm圆形棒成品高于外接圆(?)6mm六方棒成品,说明塑形好。抗拉强度方面,(?)6mm圆形棒成品断裂抗力高于外接圆(?)6mm六方棒成品。
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