轻合金内螺纹冷挤压加工技术研究进展

发布时间：2021-01-07 16:05

　　轻合金材料广泛应用在航空航天、汽车、船舶及化学工业等制造领域,而轻合金的螺纹连接性能直接关系到飞机、汽车和高速列车等的服务寿命,冷挤压加工技术对螺纹构件的使用寿命具有极其重要的作用。根据轻合金内螺纹冷挤压加工技术的研究进展,介绍内螺纹无屑加工的种类,综述了内螺纹冷挤压加工工艺参数中底孔直径、成形速度、刀具结构和类型以及润滑液对螺纹轮廓质量的影响现状,并阐述了加工工艺条件对内螺纹表层微观组织和力学性能的影响规律;基于轻合金内螺纹冷挤压加工技术应用前景,提出了将内螺纹冷挤压微观塑性理论和宏观塑性理论结合、从残余应力分析内螺纹抗疲劳性能以及利用塑性加工有限元技术辅助分析内螺纹冷挤压成形过程等发展方向。 

【文章来源】：现代制造工程. 2020,(06)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

挤压丝锥结构图[32]

Stephan等人[52]利用光学和扫描电子显微镜分析挤压成形过程中螺纹表层组织结构,当金属受到挤压丝锥棱齿的反复挤压作用发生塑性变形时,金属将向丝锥棱齿周边及轴向流动,边界线上的晶粒变平,出现硬化层,所成形的螺纹表层组织比心部组织致密,使晶粒在材料微观结构上得到细化,增加了位错密度,增大了晶格畸变和纤维度。螺纹表面的纤维组织沿牙型呈连续的流线分布,晶体结构会发生明显变化,晶粒内部出现滑移带,同时各晶粒沿金属变形的方向定向延伸和扭曲[53]。图2所示为底孔直径不同时牙顶的螺纹轮廓光学图像。当底孔直径较大,流动的金属较少时,螺纹轮廓填充率不完整,螺纹牙顶存在分嵴,其螺纹轮廓光学图像如图2a所示。而底孔直径较小时,丝锥棱齿挤压金属材料过程中牙顶处的材料受丝锥压力最小,挤压时金属材料沿着阻力最小的方向流动,形成闭合螺纹牙顶,牙顶闭合的螺纹轮廓光学图像如图2b所示[21]。3.2 显微硬度

内螺纹冷挤压过程中金属发生塑性变形,晶粒被拉长、破碎和细化,位错密度增加,塑性变形抗力也迅速增加,硬度和强度显著增加,而塑性和韧性下降,产生加工硬化现象[54]。冷挤压加工后,测试螺纹牙型剖面各点硬度值,螺纹牙型硬度测量点分布如图3所示。图3中,螺纹牙顶(点3)的显微硬度值最高,螺纹侧面的显微硬度(点2和点4)显示的值高于底部的测量值。同样,轮廓线底部的显微硬度值(点1和点5)高于基本显微硬度值(点6),说明螺纹剖面的各个面都有材料硬化[55]。测试的结果表明,材料的变形在侧面比在螺纹剖面的底部更加明显。总的来说,金属变形程度和纤维组织密度直接影响加工硬化程度,对于螺纹不同的位置,硬度值随着变形程度和变形区域而变化,变形量大和组织密集的地方硬度值比较高。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]挤压丝锥在数控加工的应用研究[J]. 胡年孙,喻正祥,朱俊,张毛,龙震.  现代制造技术与装备. 2017(05)
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[6]挤压丝锥过渡区的螺距误差及消除方法[J]. 王焯林.  工具技术. 2012(06)
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[8]轻合金成形领域科学技术发展研究[J]. 杨合,李落星,王渠东,郭良刚.  机械工程学报. 2010(12)
[9]影响挤压丝锥寿命的参数优化设计及验证[J]. 穆吉祥.  工具技术. 2008(08)
[10]挤压加工铝合金车轮螺纹孔及常见问题的排除方法[J]. 吴红军,冼健成.  摩托车技术. 2006(11)

硕士论文
[1]振动挤压攻丝数值模拟研究[D]. 张鹏升.陕西理工学院 2016



本文编号：2962844