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钛合金棒线材轧制过程分析及参数优化

发布时间:2019-05-23 22:28
【摘要】:钛合金是一种新兴金属结构材料,其具有密度小、比强度高、高低温韧性良好、耐疲劳、耐腐蚀和抗裂纹扩展好等优良特性。钛合金的塑性差、导热性差、变形抗力和摩擦系数高,对钛合金的加工生产条件提出了较高的要求。三辊Y型轧机是一种新型轧机,其加工成材率和变形率较传统二辊轧机都更好,但其轧制生产中稳定性差,对导卫布置要求较高,且由于经验较少,生产过程中容易产生不良宽展,发生堆钢事故,严重影响生产。对三辊Y型轧机的轧制规律进行分析和总结,合理的改善轧制参数,可以较好的解决这些问题,优化生产,提高钛合金棒线材的生产率和成材率。根据沈阳某厂轧制钛合金棒线项目,针对三辊Y型轧机孔型设计中存在的缺陷,在前人的基础上结合数值分析法,提出了适用于轧制钛合金棒材的孔型设计方法,以有限元法着重对三辊Y型轧机TC4钛合金棒材的轧制过程进行了详细的分析,对钛合金棒线材的轧制参数进行优化,解决轧制钛合金棒线过程中的一些问题。针对三辊Y型轧机轧制钛合金不稳定的问题,提出了一种新的孔型。主要研究方法如下:(1)针对现在三辊Y型轧机轧制钛合金孔型设计中宽展选取不合理的情况,结合对称孔型宽展计算公式与数值分析法提出新的孔型设计方法,建立了三辊Y型轧机轧制钛合金数学计算模型;(2)根据计算出的孔型参数,基于Solidworks等软件建立了三辊Y型轧机轧制模型;(3)利用Deform软件对1/6轧件轧制过程进行有限元模拟仿真研究,设计了六道次轧制方案对提出的孔型计算方法进行分析计算,得到了轧制钛合金棒材的数据,通过对轧制过程的分析研究,对孔型设计中孔型填充率参数进行了优化;(4)针对三辊Y型轧机轧制钛合金过程中的轧制不稳定问题,提出新的三辊Y型轧机孔型系统。对该孔型系统进行有限元模拟分析,证明新孔型能够在轧制生产中改善钛合金棒材轧制的稳定性。
[Abstract]:Titanium alloy is a new metal structure material, which has many excellent properties, such as low density, high specific strength, good toughness at high and low temperature, fatigue resistance, corrosion resistance and crack propagation resistance. The plasticity, thermal conductivity, deformation resistance and friction coefficient of titanium alloy are poor, which puts forward higher requirements for the processing and production conditions of titanium alloy. The three-high Y-type rolling mill is a new type of rolling mill, its processing yield and deformation rate are better than those of the traditional two-high rolling mill, but its stability in rolling production is poor, and the requirements for guide and guard arrangement are higher, and because of less experience, It is easy to produce bad spread and steel stacking accident in the production process, which seriously affects the production. The rolling law of three-high Y-shaped rolling mill is analyzed and summarized. By reasonably improving the rolling parameters, these problems can be solved, the production can be optimized, and the productivity and yield of titanium alloy rod and wire can be improved. According to the rolling of titanium alloy bar and wire in Shenyang, aiming at the defects existing in the pass design of three-high Y-shaped rolling mill, the pass design method suitable for rolling titanium alloy bar is put forward on the basis of the previous numerical analysis method. The rolling process of TC4 titanium alloy bar in three-high Y-shaped rolling mill is analyzed in detail by finite element method. The rolling parameters of titanium alloy bar and wire are optimized to solve some problems in the process of rolling titanium alloy rod and wire. In order to solve the problem of unstable rolling of titanium alloy in three-high Y-shaped rolling mill, a new pass is proposed. The main research methods are as follows: (1) in view of the unreasonable selection of pass width in the pass design of titanium alloy rolled by three-high Y-shaped rolling mill, a new pass design method is put forward according to the calculation formula and numerical analysis method of symmetrical pass width. The mathematical calculation model of titanium alloy rolled by three-high Y-shaped rolling mill is established. (2) according to the calculated pass parameters, the rolling model of three-high Y-shaped rolling mill is established based on Solidworks and other software. (3) the finite element simulation of the rolling process of 1 / 6 rolling piece is carried out by using Deform software. The six-pass rolling scheme is designed to analyze and calculate the proposed pass calculation method, and the data of rolling titanium alloy bar are obtained. Through the analysis and study of rolling process, the parameters of pass filling rate in pass design are optimized. (4) in order to solve the problem of rolling instability in the process of rolling titanium alloy in three-high Y-shaped rolling mill, a new pass system of three-roll Y-shaped rolling mill is proposed. The finite element simulation analysis of the pass system shows that the new pass can improve the rolling stability of titanium alloy bar in rolling production.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG339

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本文编号:2484288

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