大型短粗轴类锻件两次镦拔工艺分析与数值模拟

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1、摘要论文题目大型短粗轴类锻件两次镦拔工艺分析与数值模拟专业材料加工工程研究生刘晓斐指导教师苏娟华教授摘要大型短粗轴类锻件在大锻件中占有相当大比例广泛用作大型设备的关键零部件对其内部质量要求非常高由于生产成本极高一旦报废将造成极大的经济损失因此如何生产出高质量的大型锻件成为重型锻造行业的重要研究课题新产品RP170-110辊压机挤压辊锻件是典型大型短粗轴类锻件由于最大直径尺寸达到Ö1750mm采用传统工艺用大钢锭在84000kN水压机上一次镦拔锻造已无法完成必须探寻新工艺以适应更大产品的锻造生产本文首先对报废挤压辊锻件采样利用酸洗扫描电镜和能谱分析等方法分析了大型短粗轴类锻件中常见缺

2、陷的形成原因和防治方法认为采用高温大变形的锻造工艺是锻合孔洞型缺陷弥散夹杂物的唯一方法而白点的防治除了通过冶炼控制氢含量还需通过锻造过程及锻后热处理等阶段的保温降低氢含量同时减小加热和冷却过程中引起的内应力在分析了一次镦拔锻造成形工艺的缺点后针对缺陷的防治机理提出采用两次镦拔工艺在84000kN水压机上锻造RP170-110挤压辊然后对两次镦拔工艺进行了深入的理论分析物理试验需要大量的人力物力而且存在一定的局限性因此基于上述分析简要介绍了WHF拔长法主要工艺参数后针对现有生产条件采用数值模拟软件Deform-3D对RP170-110挤压辊锻件两次镦拔工艺锻造过程进行模拟选择了合适的

3、砧宽压下率和送进量等参数后制定出两次镦拔工艺即第一次镦粗+WHF法拔长和第二次镦粗+WHF/FM法拔长达到优化锻造工艺的目的大锻件的锻后热处理是保证锻件质量的关键环节理论结合实践制定出包括1次前处理2次预热和2次正火及1次去氢退火的RP170-110挤压辊锻后热处理工艺达到了细化晶粒有效减轻或避免晶粒遗传的目的关键词大型短粗轴类锻件两次镦拔工艺数值模拟缺陷锻后热处理论文类型应用基础研究I摘要Subject:TheAnalysisandNumericalSimulationofTwoTimesUpsettingandStretchingProcessforHeavyStubForgi

4、ngsSpecialty:MaterialsProcessingEngineeringName:LiuXiao-feiSupervisor:Prof.SuJuan-huaABSTRACTAskeypartsusedwidelyinlargescaleequipments,stubheavyforgingsarerequiredverystrictlyforquality.Becauseoflargecubiccontent,longproductioncycle,muchparentmaterialandenergyandlabourpowerandequipmentsoccupi

5、ed,productioncostofaheavyforgingisveryhigh,adiscardforgingwouldbringstremendouseconomiclosses.Sohowtoeliminatedefectstoproducehighqualityforgingsisasignificantsubject.NewproductionRP170-110squeezerollerisaclassicstubheavyforging,andcannotbeproducedaccordingtotraditionalprocess,onetimeupsetting

6、andstretchingonhydraulicmachinewithpressureof84000kN,duetoitsbigeestdiameteruptoÖ1750mmbeyondthecapabilityofhydraulicmachine.Inthearticle,commondefectsinheavyforgingswerestudiedonthebaisisofanalysisofsamplespickedfromdiscardforgingsofsqueezerollerbyacidwashing,fractureexamination,SEMandenergys

7、pectrum.Itisconcludedthathotplasticformingcanrecovercracksaswellascontroltheshapeofinclusions,andfisheyesshouldbeeliminatedbydehydrogenatingandminishingtensilestressthroughmelting,forgingprocessandheattreatment.Accordingtodefectsofoneti