大型锻材锻造变形工艺的优化与软件开发

发布时间：2017-08-09 10:16

  本文关键词：大型锻材锻造变形工艺的优化与软件开发

  更多相关文章： 大型锻材 模具钢 锻造比 方向变形率 锭坯开扁

【摘要】：由于选分结晶以及热力学等相关因素,钢锭不可避免的存在着偏析、疏松、缩孔及微裂纹等铸造缺陷。大型锻材选用铸造缺陷倾向更大的大截面钢锭,如果锻造方法和锻造道次不合理,很容易导致锻后探伤等级不合格或锻后热处理达不到组织力学性能要求。如何针对不同要求的大型锻材选取合理的锻造变形工艺,消除各种铸态缺陷,改善其组织是当前面临的一大难题。本文针对无横向或横向力学性能要求较低的低合金结构钢,组织均匀性及抛光性要求较高的塑胶模具钢以及三维等向性要求较高的热挤压模具钢锻后检验要求的不同,提出了不同的锻造变形制度。在综合国内外研究锻造比的计算经验与实验方法的基础上,引入锻造方向变形率这一概念,用于刻画锻造变形过程中不同方向的变形程度,弥补锻造比难以描述、协调或控制不同方向锻造变形程度的缺陷;同时采用预开容易烧透且方便镦粗操作的特定比例的扁坯(厚度:宽度:高度=1:1.2~1.4:2.5~2.7)后镦粗,且每次镦粗后按十字交叉原则开扁(即宽厚互换)并作回烧处理的锻造新工艺,在获得高性能、低缺陷且具最佳经济性的大型锻材方面取得了良好的效果。目前国内外大多数厂家都是依据锻造比通过一系列实验来制定大型锻材的锻造工艺。为避免实际生产中依靠经验多次反复试验的弊端,缩短生产周期,节约生产成本。鉴于前人在锻造工艺方面所取得的成果,结合快速发展的计算机技术,使用VB6.0平台二次开发了计算机锻造工艺辅助设计软件(CAFD),将如何合理选取最佳钢锭锭型和制定锻造变形工艺软件化。并利用锻压软件(CAFD)对传统的锻造工艺进行优化总结得出:(1)对于无横向或横向力学性能要求较低的低合金结构钢而言(如4140、S355J2G3钢等),径向累计变形率达到60%左右时,可满足实际生产需要;(2)对于表心组织、硬度均匀和抛光性能要求较高的塑胶模具钢(如SKT4、1.2311钢等),横向累计变形率达到80%以上时,可保证其表心一致性要求;(3)对于高等向性能的新型热挤压模具钢(如H13、1.2343等),为充分破碎钢中的大颗粒碳化物和焊合各类缺陷,其三向累计变形率应相差不大且控制在100%以上。
【关键词】：大型锻材 模具钢 锻造比 方向变形率 锭坯开扁
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG316
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 国内外研究动态10-12
• 1.2.1 钢锭规格的选择10
• 1.2.2 常见锻造变形工艺10-12
• 1.3 研究的目的及意义12-13
• 1.4 研究的主要内容及研究方案13-15
• 1.4.1 主要研究内容13
• 1.4.2 拟解决的关键问题13
• 1.4.3 拟采取的研究方法及技术路线13-15
• 第二章 大型锻材变形新工艺及其衡量标准的研究15-26
• 2.1 锭坯开扁工艺15
• 2.2 锻造比计算及其影响15-17
• 2.2.1 分锻比的计算方法16
• 2.2.2 总锻造比的计算16-17
• 2.3 方向变形率17-25
• 2.3.1 方向变形率计算方法18-24
• 2.3.2 方向变形率与锻造比的关系24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 大型锻材锻造工艺的计算机软件开发26-35
• 3.1 登陆界面27-28
• 3.2 系统主界面28-33
• 3.2.1 钢锭粗选模块28-30
• 3.2.2 变形制度模块30-33
• 3.3 结果输出界面33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 低合金结构钢锻造工艺的研究35-43
• 4.1 4140钢锻造变形工艺研究35-39
• 4.1.1 4140钢生产技术要求35-36
• 4.1.2 生产工艺分析及优化36-39
• 4.2 S355J2G3钢锻造变形工艺研究39-42
• 4.2.1 生产技术要求40
• 4.2.2 工艺分析及优化40-42
• 4.3 本章小结42-43
• 第五章 塑胶模具钢锻造工艺的研究43-54
• 5.1 SKT4钢锻造变形工艺研究43-48
• 5.1.1 分析旧工艺43-45
• 5.1.2 制订新工艺45-48
• 5.2 1.2311钢锻造变形工艺研究48-53
• 5.2.1 生产技术要求48
• 5.2.2 工艺分析及优化48-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 热挤压模具钢锻造工艺的研究54-64
• 6.1 H13锻造工艺研究54-60
• 6.1.1 H13生产技术要求54
• 6.1.2 常见组织缺陷及分析54-55
• 6.1.3 旧工艺分析55-57
• 6.1.4 新工艺研究57-60
• 6.2 1.2343钢锻造工艺研究60-63
• 6.2.1 1.2343钢生产技术要求61
• 6.2.2 1.2343钢锻造工艺制定61-63
• 6.3 本章小结63-64
• 第七章 总结与展望64-65
• 7.1 总结64
• 7.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间的研究成果70

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本文编号：644753