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铝合金连杆的铸造工艺模拟与优化

热加工工艺 2014年第23期43卷 75-78,74页

作者：蔡郭生陆华峰刘韬陈荣发黄光华扬州大学机械工程学院江苏扬州225127 江苏万里活塞轴瓦有限公司江苏泰州225506

对2A14铝合金连杆铸件的浇冒口系统进行工艺设计,运用Pro/E软件对铸件进行三维建模,采用ProCAST软件对其金属型铸造的铸件温度场、流场、应力场进行数值模拟。分析表明:当浇冒口直径分别为23、30 mm,浇注温度为700℃、模具预热温度为25... 详细信息

对2A14铝合金连杆铸件的浇冒口系统进行工艺设计,运用Pro/E软件对铸件进行三维建模,采用ProCAST软件对其金属型铸造的铸件温度场、流场、应力场进行数值模拟。分析表明:当浇冒口直径分别为23、30 mm,浇注温度为700℃、模具预热温度为250℃、铸件留模时间为90 s时,铸件的工艺出品率由经验公式计算的53.06%增加到59.69%,且铸件组织致密,热应力小,取出铸件容易。经生产验证,达到了铸件预期的质量。

关键词： ProCAST软件数值模拟铝合金连杆工艺优化

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铝合金连杆闭式模锻成形研究

铝合金连杆闭式模锻成形研究

作者：曲江江重庆理工大学

学位级别：硕士

闭式模锻是最先进的近净锻造成形技术之一。对铝合金连杆闭式模锻成形过程显微组织演变问题展开研究,是实现铝合金连杆节材、节能、高效、高质、高性能、高寿命、低成本制造的关键。研究铝合金连杆闭式模锻成形过程中的显微组织演变规... 详细信息

闭式模锻是最先进的近净锻造成形技术之一。对铝合金连杆闭式模锻成形过程显微组织演变问题展开研究,是实现铝合金连杆节材、节能、高效、高质、高性能、高寿命、低成本制造的关键。研究铝合金连杆闭式模锻成形过程中的显微组织演变规律问题的目的是希望得到金属流线沿连杆轮廓分布、显微组织细小而均匀、材料利用率高、生产效率高、尺寸精度高、表面质量好、制造成本低廉的铝合金连杆精密锻件,为铝合金连杆闭式模锻成形工艺提供合适的成形工艺方案、成形工艺参数以及模具设计参数,以满足我国小型汽油发动机和汽车行业的生产需要,提升我国铝合金锻造技术水平。首先,使用在Gleeble-3800热模拟机上对2A12铝合金进行了高温热压缩实验,获得了该铝合金在350℃～500℃温度区间和0.001-5s-1变形速率下的真应力-真应变曲线;同时对高温热压缩实验的样品进行了金相显微组织观察与分析。根据所得实验数据,使用Origin软件采用一元线性回归的方法计算了2A12铝合金在热成形过程中的材料参数值如激活能Q、应力水平参数α、结构因子A及应力指数n等,建立了反映变形温度和变形速率的2A12铝合金的流变应力模型;利用所建立的2A12铝合金的流变应力模型计算2A12铝合金在不同条件下的高温热压缩应力值,并与实测值进行了对比,其误差很小(仅为1.407%)。参照DEFORM-3D模拟软件中的动态再结晶临界应变模型、动态再结晶百分数模型和动态再结晶晶粒尺寸模型,利用2A12铝合金高温热压缩实验所得的不同状态下drex值,建立了2A12铝合金的动态再结晶临界应变模型、动态再结晶百分数模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。其次,利用已建立的2A12铝合金流变应力模型和动态再结晶模型,采用DEFORM-3D显微组织模拟模块对2A12铝合金高温热压缩成形过程的组织演变进行了模拟,获得了变形量、变形温度、应变速率对动态再结晶百分数和动态再结晶晶粒尺寸的影响规律;并将DEFORM-3D显微组织模拟所得的结果与高温热压缩实验试样的金相组织进行对比,结果表明,所建立的2A12铝合金动态再结晶模型是正确的。再次,针对美国GENERAC公司的GT999型铝合金连杆(材料为2A12铝合金)的结构特点,设计了两种不同的闭式模锻成形工艺方案--三向闭式模锻成形方法和可分凹模单向闭式模锻成形方法,并利用CAD、SolidWorks软件建立了这两种闭式模锻成形方法的DEFORM-3D数值模拟用3D模型;同时利用已经建立的2A12铝合金的流变应力模型和动态再结晶模型,采用DEFORM-3D有限元模拟分析软件对这两种闭式模锻成形过程进行了数值模拟分析,获得了成形过程中的等效应力分布、等效应变分布、金属流动情况、载荷与行程之间的关系曲线、缺陷形成与扩展、动态再结晶百分数与动态再结晶晶粒尺寸分布等情况。DEFORM-3D模拟分析的结果表明,2A12铝合金连杆的可分凹模单向闭式模锻成形方法较为合理。最后,确定了2A12铝合金连杆可分凹模单向闭式模锻成形工艺过程：圆棒料→锯切下料→局部镦粗→预锻→终锻。设计了终锻件图、预锻件图和镦坯图;根据体积不变原理,确定了下料坯件的形状和尺寸。利用SolidWorks软件绘制了局部镦粗工步、预锻工步、终锻工步所用模具的零件图、三维造型图。

关键词：铝合金连杆闭式模锻高温热压缩 DEFORM-3D 数值模拟模具设计

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基于响应面法的铝合金连杆锻造工艺优化

热加工工艺 2020年第11期49卷 97-100页

作者：高冲刘淑梅霍文军上海工程技术大学材料工程学院上海201620

针对铝合金连杆锻造时出现的表面裂纹,借助有限元分析软件Deform-3D对其进行了数值模拟分析。基于Cockcroft-Latham断裂模型,以损伤值最小为优化目标,借助Design Expert软件采用响应面优化方法对多因素交互影响下的锻造工艺参数进行研究... 详细信息

针对铝合金连杆锻造时出现的表面裂纹,借助有限元分析软件Deform-3D对其进行了数值模拟分析。基于Cockcroft-Latham断裂模型,以损伤值最小为优化目标,借助Design Expert软件采用响应面优化方法对多因素交互影响下的锻造工艺参数进行研究,得到了坯料温度、模具温度、变形速度和摩擦系数对锻件损伤值的影响规律。结果表明,在连杆模锻过程中,当采用坯料温度440℃、模具温度435℃、变形速度25 mm/s、摩擦系数0.3时,连杆锻件的损伤值最小;通过试制得到的锻件表面质量良好,表面没有裂纹。

关键词：铝合金连杆锻造裂纹响应面优化

挤压铸造工艺参数对铝合金连杆力学和磨损性能的影响

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热加工工艺 2020年第19期49卷 73-75,79页

作者：杨桂娟唐山工业职业技术学院河北唐山063299

以不同的挤压铸造工艺参数制备了铝合金连杆,并进行了力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,随浇注温度增大,加压前停留时间从3 s延长到15 s,铝合金连杆试样的力学性能和耐磨损性能先提高后下降。与640℃相比,720℃浇注的试样抗拉... 详细信息

以不同的挤压铸造工艺参数制备了铝合金连杆,并进行了力学性能和磨损性能的测试与分析。结果表明,随浇注温度增大,加压前停留时间从3 s延长到15 s,铝合金连杆试样的力学性能和耐磨损性能先提高后下降。与640℃相比,720℃浇注的试样抗拉强度增大了9%,伸长率和磨损体积分别减小了24%和51%;与加压前停留时间3 s的力学性能相比,加压前停留12 s的试样抗拉强度增大了51%,伸长率和磨损体积分别减小了21%和49%。铝合金连杆的挤压铸造浇注温度和加压前停留时间优选720℃和12 s。

关键词：浇注温度加压前停留时间铝合金连杆力学性能耐磨性能

基于QForm的铝合金连杆热锻成形数值仿真

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热加工工艺 2019年第15期48卷 124-127,132页

作者：孙兆丹王宝中吴瑞芳廊坊燕京职业技术学院机电工程系河北廊坊065200 华北理工大学机械工程学院河北唐山063004

铝合金连杆结构复杂、加工成形困难。对其热锻成形工艺进行了分析,建立了滚轧、预锻、终锻等工序数值仿真模型。运用QForm软件对模型进行了求解,获得不同热锻工艺过程中的温度、载荷的变化规律。结果表明:滚轧、预锻、终锻成形工艺中的... 详细信息

铝合金连杆结构复杂、加工成形困难。对其热锻成形工艺进行了分析,建立了滚轧、预锻、终锻等工序数值仿真模型。运用QForm软件对模型进行了求解,获得不同热锻工艺过程中的温度、载荷的变化规律。结果表明:滚轧、预锻、终锻成形工艺中的温度变化都较小,但是不同成形阶段,最高温度分布位置不同;在滚轧、预锻、终锻等不同成形工艺中,载荷数值及变化趋势不同。

关键词：铝合金连杆热锻成形数值仿真温度载荷

楔横轧温度对铝合金连杆预制坯心部质量的影响

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广西大学学报（自然科学版） 2020年第3期45卷 578-582页

作者：赵小莲何奥平张坷星曾建民何克准刘俊生肖刚广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室广西南宁530004 广西南南铝加工有限公司广西南宁530031

楔横轧成形过程中,金属的流动规律比较复杂,工艺参数选择不当很容易产生轧件的心部缺陷,楔横轧轧制初始温度对心部疏松的影响效果显著。针对这一问题,以铝合金连杆预制坯为研究对象,通过建立三维塑性热力耦合数值模型,模拟了不同楔横轧... 详细信息

楔横轧成形过程中,金属的流动规律比较复杂,工艺参数选择不当很容易产生轧件的心部缺陷,楔横轧轧制初始温度对心部疏松的影响效果显著。针对这一问题,以铝合金连杆预制坯为研究对象,通过建立三维塑性热力耦合数值模型,模拟了不同楔横轧轧制初始温度和表面降温梯度对轧件等效应力、等效应变和损伤状况的影响。分析得到了楔横轧轧制初始温度对轧件心部质量的影响规律,为楔横轧轧件心部疏松的成形机理和预防措施等方面提供重要的思路和建议。

关键词：楔横轧初始温度铝合金连杆心部质量有限元模拟

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空调压缩机铝合金连杆的液态模锻

模具工业 2001年第2期27卷 43-45页

作者：屈华昌南京工程学院江苏南京210013

分析了空调压缩机用铝合金连杆的工艺特点和技术要求 ,介绍了液态模锻的模具结构和工作过程 ,同时还介绍了铝合金连杆液态模锻的工艺参数。

关键词：铝合金连杆液态模锻工艺参调空调压缩机

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小型汽油机铝合金连杆的工艺设计研究

小型汽油机铝合金连杆的工艺设计研究

作者：郑贵阳福州大学

学位级别：硕士

连杆是发动机和压缩机运动的主要关键件之一,其工作的稳定性、可靠性严重影响着发动机和压缩机的整机质量。由于铝合金连杆质量轻,且强度能满足小型汽油机和压缩机的功能要求,因此铝合金连杆应用变得越来越广泛,需求量逐年递增。但我国... 详细信息

连杆是发动机和压缩机运动的主要关键件之一,其工作的稳定性、可靠性严重影响着发动机和压缩机的整机质量。由于铝合金连杆质量轻,且强度能满足小型汽油机和压缩机的功能要求,因此铝合金连杆应用变得越来越广泛,需求量逐年递增。但我国的铝合金连杆设计水平和制造工艺还处在相对落后的阶段,生产效率较低,产品质量有待大力提高。本文在研究国内外铝合金连杆制造工艺的基础上,结合目前企业在连杆装配加工过程中出现的无法装配、偏磨、铝屑等问题,对某厂CAP-1铝合金连杆的结构进行优化,并提出了一种能生产高质量连杆的加工工艺,包括:1.分析小型汽油机铝合金连杆的结构和工艺特点,对油槽、杆盖和弹性销孔结构进行分析和改进,有效解决无法装配、偏磨、含铝屑的问题,降低了对加工工艺和机台的要求,提高了铝合金连杆的装配性、整体质量和工艺性。2.研究铝合金连杆毛坯铸造工序,通过控制铝水的含氢量,对铸造工艺进行改进,解决了铝合金气孔多的问题;通过热处理炉的合理布置,缩短了固溶处理炉到冷却水炉的等待时间,提高了热处理效果。从而改善了铝合金连杆的组织性能和力学性能。3.对加工工艺和工装的研究与改进,使加工工艺满足基准统一、粗精分开、基准先行等原则;增设了定位机构,设计了多方向可动的夹紧头,实现了夹紧点与主定位点一一对应,确保定位夹紧准确可靠,解决了连杆质量不稳定的问题,缩短了单件加工时间,提高了生产效率。4.快速检测铝合金连杆平行度和中心距的检具设计,实现快速在线检测,提高了检测效率,避免了需要依靠三坐标测量仪才能测量而耽误生产的现象,提高了生产效率。而且可以提高检验频次,及时发现不良品。课题的研究来源于企业生产一线,本课题的研究为同类铝合金连杆设计和大批量生产工艺设计提供参考,具有很好的工程应用价值。

关键词：铝合金连杆铸造工艺加工工艺工装检具

6061铝合金连杆闭塞锻造成形过程的数值分析与实验研究

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6061铝合金连杆闭塞锻造成形过程的数值分析与实验研究

作者：马斌重庆大学

学位级别：硕士

随着我国通用机械、农用机械工业的飞跃发展及汽车“减重”的技术要求日益受到重视,通用机械、农用机械、微型轿车零部件市场对铝合金锻件的需求正呈现出急剧增长的趋势,特别是对形状复杂的铝合金锻件的需求更为突出。由于复杂形状的铝... 详细信息

随着我国通用机械、农用机械工业的飞跃发展及汽车“减重”的技术要求日益受到重视,通用机械、农用机械、微型轿车零部件市场对铝合金锻件的需求正呈现出急剧增长的趋势,特别是对形状复杂的铝合金锻件的需求更为突出。由于复杂形状的铝合金锻件,只用传统的镦粗及挤压变形的简单方式成形将会造成材料利用率低、生产率低、生产成本高的状况,因而在市场竞争中缺乏竞争力,所以对高强度铝合金连杆锻件进行精密锻造成形技术研究和开发,以提高其加工质量和机械性能指标,满足小型汽油发动机的生产技术要求,是十分必要的。本文综述了铝合金连杆在国内外的发展状况,并对铝及铝合金的特点、分类以及应用进行了介绍;针对连杆的形状结构特点以及AL6061高强度铝合金的成形加工特性,借助Deform-3D数值模拟软件对6061铝合金连杆闭塞锻造成形过程进行了仿真分析,包括:①根据铝合金连杆锻件形状对6061铝合金连杆进行了模具设计;②对AL6061铝合金连杆成形工艺过程的进行了模拟分析;③对锻件进行了压力行程曲线分析、坯料的流动特性分析、坯料变形速度分析、应力应变及应变率分析及点的跟踪与缺陷分析。最后,通过实验,验证了以上针对6061铝合金连杆闭塞锻造成形过程的数值分析方法及过程的正确性、合理性,以及对实际生产和研究工作的指导性。

关键词：铝合金连杆闭塞锻造成形数值模拟工艺优化