本文選題：超高強度鋼 + 模具壽命��； 參考：《重慶大學》2016年碩士論文

【摘要】：難變形材料(超高強度鋼、鈦合金等)大型鍛件在8萬噸壓機上鍛造時,成形溫度更高,變形抗力更大,并且在鍛造成形過程中由于保壓要求,鍛件與模具接觸時間更長,導致模具承受壓力顯著增高,型腔表層溫升快,溫度迅速升高至700℃以上。采用常規(guī)5CrNiMo或H13鋼材料制備的該類模具,在高溫高壓長時間的工作狀態(tài)下,出現(xiàn)了變形加劇、磨損嚴重,模具壽命極低等問題,導致生產(chǎn)成本急劇上升。為此,本文在項目組原有發(fā)明(鑄鋼基體雙金屬梯度堆焊制備大型鍛模新方法)基礎(chǔ)上提出了一種大型鍛模夾心層(再)制造新方法,即在模具基體與過渡層之間堆焊一層封閉的塑性比兩者更好的止裂軟材料——夾心層焊材。在高壓下,允許夾心層堆焊材料發(fā)生較大彈性變形甚至微小塑性變形,將模具型腔下面的集中峰值應(yīng)力迅速擴散衰減,并以近似均勻分布應(yīng)力傳遞到基體層上,從而使基體所受的最大應(yīng)力減低,承壓時更加安全。為了將大量失效模具進行有效的循環(huán)再利用,本文首先在現(xiàn)有5CrNiMo失效模具上進行夾心層梯度堆焊再制造,大幅提高模具壽命。本文運用有限元模擬軟件Deform 3D對某800MN液壓機用起落架鍛模的鍛造成形過程進行數(shù)值模擬,通過對鍛造成形過程中的溫度場、應(yīng)力場、承壓安全性的分析,進一步優(yōu)化堆焊層結(jié)構(gòu)。結(jié)合5CrNiMo基體性能參數(shù),選用夾心層JX09焊材,過渡層JX20焊材和表面層JX22焊材,得到鍛模型腔內(nèi)部在滿足工作條件下的應(yīng)力和許用強度分布圖,確定了5CrNiMo基體與梯度堆焊層的安全理論分界線。得到5CrNiMo基體”夾心層”梯度堆焊方法再制造的某大飛機起落架鍛模的梯度堆焊結(jié)構(gòu)模型。針對該方法制備試樣并進行實驗檢測,分析了梯度結(jié)構(gòu)中各材料的力學性能,各梯度層之間的結(jié)合性能,各層材料的顯微硬度和微觀組織等。在梯度堆焊結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了力學性能、硬度的梯度遞增和均勻過渡。JX09焊材和JX20焊材與5CrNiMo基體結(jié)合強度分別達到786Mpa和802 Mpa,可以有效避免開裂和脫落等缺陷。JX09與JX20之間和JX20與JX22之間的結(jié)合強度分別達到了1130Mpa和988 MPa。利用設(shè)計的方法指導制造了800MN液壓機用某型號超高強度鋼起落架的鍛模再制造過程,并進行了生產(chǎn)試制。在第一批次六件產(chǎn)品鍛造完成后,再制造鍛模狀態(tài)良好,未出現(xiàn)裂紋,塑性變形等缺陷,表面層基本保持原狀,變形量較原5CrNiMo模具非常小。生產(chǎn)的鍛件尺寸精度和性能優(yōu)越且穩(wěn)定。在壽命大幅度提升的同時,模具綜合成本降低了近50%,生產(chǎn)試驗驗證了采用夾心層梯度堆焊方法再制造鍛模的合理性與適用性。
[Abstract]:When heavy forgings of hard deformable materials (ultra-high strength steel, titanium alloy, etc.) are forged on 80,000 tons of press, the forming temperature is higher, the deformation resistance is higher, and the contact time between forgings and dies is longer in the process of forging because of the requirement of keeping pressure. As a result, the pressure of die increases significantly, the surface temperature of cavity rises quickly and the temperature rises to more than 700 鈩，

本文編號：1941653