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A286高温合金MJ槽型自锁螺母冷挤成形及其硬化规律研究

作　者: 梁坤
导　师: 辛选荣
学　校: 河南科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: A286 高温合金 复合挤压 数值模拟
分类号: TG376.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
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内容摘要


A286高温合金自锁螺母是主要用于航空发动机上的紧固件，其具有自锁能力强、使用寿命长、耐热温度高、轴向载荷大等优点。本文研究了固溶态A286高温合金自锁螺母的冷挤压成形工艺，并进行了有限元数值模拟分析。首先对固溶态A286高温合金在室温下利用Gleeble-1500D热模拟试验机进行压缩试验，应变速率分别为0.1、1、10s-1。建立了该材料的流动应力模型并将得到的数据导入到DEFORM数值模拟软件中，丰富材料数据库。然后根据零件的工艺分析结果利用Solidworks三维软件对螺母模具结构和坯料进行建模，借助DEFORM数值模拟软件对冷挤压成形进行三维刚塑性有限元模拟，分析了空心件正挤压和实心件正挤压成形过程中最大主应力分布，速度场分布和行程-载荷等参数。根据分析结果选择空心件正挤压进行工艺实验。将实验得到的半成品经过后续加工进行硬度检测、金相分析、扫描电镜分析和轴向载荷检测。根据性能检测结果，设计了复合挤压的成形方式，利用Solidworks三维软件对螺母模具结构和坯料进行建模，利用DEFORM数值模拟软件模拟复合挤压成形，通过分析应力分布，应变分布、最大主应力分布，速度场分布和行程-载荷等参数，改进了模具结构，改善了金属流动，并根据模拟结果设计模具装配图。本文采用根据知识和经验进行工艺和模具设计，然后利用数值分析和再设计的方法，缩短了工艺和模具设计周期，降低了费用。最终确定采用复合挤压的方式成形螺母，获得了较大的变形量，材料利用率高，获得的挤压件性能良好。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 高温合金的发展概况  8-9
  1.3 高温合金的分类  9-11
    1.3.1 按合金基体元素分类  10
    1.3.2 按合金的强化类型分类  10
    1.3.3 按合金的成型工艺分类  10-11
  1.4 我国高温合金的命名  11
  1.5 冷挤压概述  11-12
  1.6 课题使用的数值分析软件 DEFORM 介绍  12-15
    1.6.1 DEFORM 软件简介  12-13
    1.6.2 刚塑性有限元法的基本假设  13-14
    1.6.3 塑性力学的基本方程  14
    1.6.4 DEFORM 操作流程  14-15
  1.7 课题研究内容  15-16
第2章 固溶态 A286 高温合金压缩试验研究  16-23
  2.1 试验方案  16-17
  2.2 实验设备  17
  2.3 试验材料  17-18
  2.4 实验结果与分析  18-20
    2.4.1 变形程度对流动应力的影响  18-19
    2.4.2 变形速度对流动应力的影响  19-20
  2.5 数据导入  20-21
  2.6 本章小结  21-23
第3章 螺母挤压工艺分析及数值模拟  23-32
  3.1 引言  23
  3.2 螺母成形工艺分析  23-24
  3.3 工艺设计  24-25
    3.3.1 螺母冷挤压工艺流程  24
    3.3.2 毛坯的前处理  24-25
  3.4 螺母正挤压成形有限元模拟分析  25-31
    3.4.1 正挤压螺母有限元模型的建立  25-27
    3.4.2 DEFORM-3D 有限元模拟前处理  27
    3.4.3 数值模拟结果及分析  27-31
  3.5 本章小结  31-32
第4章 螺母空心件正挤压模具设计及性能检测  32-43
  4.1 螺母空心件正挤压模具设计  32-37
    4.1.1 正挤压凸模的设计  32
    4.1.2 正挤压凹模的设计  32-35
    4.1.3 模具材料选择  35-37
  4.2 性能检测  37-42
    4.2.1 坯料的硬度检测、微观分析  37-38
    4.2.2 法兰面硬度检测、金相分析  38-39
    4.2.3 中部硬度检测、金相分析  39-40
    4.2.4 纵向硬度检测  40-41
    4.2.5 硬度遗传性分析  41-42
    4.2.6 轴向载荷检测  42
  4.3 本章小结  42-43
第5章 复合挤压数值模拟及模具设计  43-59
  5.1 复合挤压冷挤压件图的设计  43
  5.2 复合挤压成形数值模拟  43-58
    5.2.1 毛坯设定  43-44
    5.2.2 建立数值模拟模型  44
    5.2.3 数值模拟  44-56
    5.2.4 模具设计  56-58
  5.3 本章小结  58-59
第6章 结论  59-60
参考文献  60-63
缩略语词汇表  63-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间的研究成果  65

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 挤压 > 挤压工艺 > 冷挤压
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