鐵-碳-銅粉末凈成形工藝的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著粉末冶金行業(yè)的迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀、高密度、高性能的粉末冶金產(chǎn)品十分迫切。將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于粉體成形中，可有效預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)周期和成本。壓坯密度大小及均勻性是影響粉末冶金產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，故本文采用數(shù)值模擬對(duì)鐵碳銅粉末的壓制規(guī)律進(jìn)行了以下研究:
　　1.針對(duì)Fe-2％Cu-0.8％C成分粉末建立材料參數(shù)模型，并結(jié)合橢球屈服準(zhǔn)則和修正的庫倫摩擦模型，建立了Fe-2％Cu-0.8％C粉末壓制的有限元模型。通過實(shí)驗(yàn)與模

2、擬的對(duì)比驗(yàn)證所建立的有限元模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)壓制方式、壓制速度、摩擦系數(shù)、是否保壓等工藝參數(shù)正交優(yōu)化，得到最佳工藝參數(shù)。
　　2.對(duì)簡單圓柱體的壓制成形過程分析，探索壓制方式、摩擦狀況、高徑比等工藝因素對(duì)坯塊密度的分布情況的影響。由定性和定量分析，得到壓坯密度極差△ρ與高徑比AR的線性關(guān)系，并提出雙向壓制提高密度均勻性的效果是有限的、與高徑比有關(guān)。本文還研究了彈性回復(fù)現(xiàn)象，得到脫模后的節(jié)點(diǎn)密度下降量δ與高徑比AR呈線性關(guān)

3、系。此外，對(duì)非同步雙向壓制的密度分布規(guī)律研究得到其密度均勻性取決于先、后動(dòng)作的模沖壓下量。采取先動(dòng)作模沖的壓下量接近所需的總壓下量，之后另一模沖輕微反向壓制到最終尺寸的方法，可大大提高密度均勻性。
　　3.對(duì)“凸”字形臺(tái)階零件進(jìn)行三維壓制模擬，通過不同的模沖形式、模沖動(dòng)作方案比較，得到保證臺(tái)階件壓制時(shí)各區(qū)域均勻致密化、減小裂紋傾向的工藝原則。
　　4.對(duì)帶臺(tái)階機(jī)械盤的粉末鍛造工藝優(yōu)化，從金屬流動(dòng)規(guī)律、鍛件成形性、密度均勻性、