GH4169合金异形环件轧制过程的最优主辊转速

《GH4169合金异形环件轧制过程的最优主辊转速》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaAug．252011V01．32No．81555—1562ISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．CR文章编号：1000一6893(2011)08-1555—08GH4169合金异形环件轧制过程的最优主辊转速马义伟1，王志宏2，刘东1’*，朱兴林1，杨知硕11．西北工业大学材料学院，陕西西安7100722．中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，辽宁沈阳110015摘要：合理的主

2、辊转速是保证异形环件顺利轧制的重要因素。基于ABAQUS／Explicit显式算法建立了异形环件轧制过程的三维有限元模型，系统分析了主辊转速对异形环件轧制过程及其热力参数分布的影响规律，并进行了GH4169合金压气机机匣试验验证。结果表明：当主辊转速较大时，环件发生明显的轴向收缩现象；当主辊转速较小时，轴向收缩量不大。随着主辊转速的增加，每转压下量减小，轧制力相应减小，环件温度分布不均匀性增加。因此，对于异形截面环件轧制，在芯辊进给速度相对恒定的情况下，以较低主辊转速为宜。关键词：GH4169合金；异形环件；环件轧制；有限元模拟；主辊转速

3、中图分类号：V232；TG335文献标识码：A高性能无缝环件是航空发动机的重要零件类型之一。压气机机匣、涡轮机匣、火焰筒和结合环等均由钛合金、高温合金等难变形材料精密环件制造，环件轧制技术由于具有产品尺寸精确、组织致密和生产效率高等诸多优点，是航空、航天生产用高性能环件的首选工艺技术[1]。随着航空技术的发展，对发动机环件的组织均匀性、结构完整性和材料利用率等综合技术经济指标的要求日益严格。因此，异形截面环件的精确轧制技术是目前环轧技术领域的重点发展方向。与矩型截面环件轧制过程相比，异形截面环件的轧制过程具有更高难度，需要合理的坯料设计和

4、更加精细的轧制参数控制。其中，每转压下量Ab是影响环轧过程中材料流动规律的关键因素，它是由主辊转速和芯辊进给速度共同确定的，因此，合理地确定主辊转速是保证异形截面环件顺利成形和提高环件质量的重要基础。截至目前，关于每转压下量对轧制过程的影响研究多集中在进给速度(压下速度)方面。在国外，最早关于环件轧制工艺研究的文献是John-son等[2。3]在1968年所撰写的，其关于矩形截面环件轧制的试验表明：轧制力和力矩随轧辊转角的变化规律在不同的压下条件下具有相同的趋势。Hawkyard等[411分析了异形截面环件轧制时，压下速度、摩擦条件、环坯

5、形状及孔型尺寸变化对环件截面变化的影响。在国内，华林等[8]开展了环件轧制的极限参数理论研究，给出了环件轧制的每转极限进给量、极限进给速度等计算式。此后，袁银良等口1对L型截面环件轧制进给速度对端面轴向宽展影响规律进行了研究。Yan等[1叩研究了冷轧过程中环件外径增长速率与进给速度的关系。Qian等[11]基于环件轧制理论和静力学原理对内、外槽形环件的咬人条件进行了研究，得到了收稿日期：2010—12—07；退修日期：2011-01—17；录用日期：2011-03-07；网络出版时间：2011-03—1613：34：21网络出版地址：ww

6、wcnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20110316．1334．005．htmIDOI：CNKI：11-1929／V．20110316．1334．005基金项目：国防基础科研项目*通讯作者．Tel．：029—88460545E-mail：liudong@nwpu．edu．∞寻I搠格武

7、马X伟．I志宏，赳东．等．GH4169合金异形环件轧钢过程的最佳主辊转速￡Jj．航空学摄，2011，32(8)：1555-1562．MaYi-wei，WangZhihong，LiuDong，etal．Optimizationofr

8、otationalspeedofmainrollinprofileringrollingofGH4169afloyfJJ．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，20II，32(8)j1555-1562．航空学报Aug252011Vol32No8带槽形环件连续咬人的最大、最小进给速度。刘东等l”1对GH4169合金矩形截面环轧制曲线进行了试验研究，提出了采用特殊的轧制曲线以有效控制环件截面角部的温升，保证截面组织均匀。由上述分析可知，国内外关于环件轧制过程中主辊转速对轴向宽展、力能参数及环件温度分布影响规律

9、的研究还未见到报道。因此，对于异形环件的轧制，确定合理的主辊转速对得到高质量的终轧件具有重要的意义。本文运用ABAQUS／Explicit屁式算法对GH4169合金异形环件轧制过程进行了数值模