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《热加工工艺》2022年7月第51卷第13期
●锻压技术.
大规格Cu-15Ni-8Sn合金棒材热挤压
数值模拟及工艺参数优化
牛冬鑫,李道喜,赵超,李风雷,罗宗强,张卫文
(华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510641)
摘要:以热压缩实验数据为基础,构建了直径100mm的Cu-15Ni-8Sn合金棒材热挤压有限元模型。使用
MSC.Marc软件进行热挤压过程数值模拟,分析温度、应变率、应力以及晶粒尺寸的分布规律,优化热挤压工艺参数。
结果表明:在热挤压过程中,应力、应变速率、温度以及再结晶晶粒分布不均匀。由于热传导作用,坏料与模具接触部
位温度最低,同时由于摩擦生热以及变形生热作用,模具出口处温度高于模具入口处温度:应力和应变速率的分布
规律一致,最大值出现在模具入口处及出口处:在坏料与模具锥角接触区域的晶粒最细小;最佳热挤压参数为:挤压
温度900℃和挤压速度4mm/s。
关键词:Cu-15Ni-8Sn合金:热挤压:数值模拟:工艺参数优化
DOI:10.14158/ki.1001-3814
中图分类号:TG376.1:TG376.8文献标识码:A文章编号:100113-0081-05
NumericalSimulationandProcessParameterOptimizationofHotExtrusion
ofLargeCu-15Ni-8SnAlloyBars
NIUDongxin
(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SothChinaUniversityofTechnology,Gangzhou510641hina)
Abstract:ThethermalextrusionfiniteelementmodelofCu-15Ni-8Snalloybarwithdiameterof100mmwas
constructedbasedontheexperimentaldataofthermalcompression.MSC.Marcsoftwarewasusedtosimulatethethermal
extrusionprocess,thedistributionoftemperature,strainrate,stressandgrainsizewereanalyzed,andtheparametersofhot
extrusionprocesswereoptimizedTheresultsshowthatthedistributionofstress
recrystallizationgrainisnotuniformduringhotextrusion.Thetemperatureofthecontactpartbetweenthesampleanddie
isthelowestduetotheheatconduction.Atthesametime,thetemperatureatthedieoutletishigherthanthatatthedie
inletduetotheheatgenerationbyfrictionanddeformation;thedistributionlawofstressandstrainrateisthesame,and
themaximumvalueappearsattheentranceandexitofdie;thegrainsizeatthecontactareabetweenthesampleanddie
coneangleisthesmallestTheoptimizedhotextrusionprocessparametersaretheextrusi
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