純銅三輥行星軋制中變形升溫?zé)峒庸ぱ芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-05-29 15:31
【摘要】：銅管三輥行星軋制是一項(xiàng)成熟的管材生產(chǎn)工藝,具有一道次成形,變形量大,升溫快、組織演變劇烈等特點(diǎn)。隨著銅管材應(yīng)用范圍的擴(kuò)大以及對(duì)銅管質(zhì)量要求的不斷提高,對(duì)銅管三輥行星軋制加工技術(shù)進(jìn)行深入的理論研究則具有重要的實(shí)際意義。在塑性加工過(guò)程中,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制起著細(xì)化晶粒的作用,同時(shí)可使金屬微觀組織均勻并有助于管材獲得良好的機(jī)械性能,因此,能否發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶成為塑性加工中的關(guān)鍵。預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶是否發(fā)生至少需要知道變形過(guò)程的應(yīng)變和溫度,而一般的三輥行星軋制有限元模擬提供的參數(shù)及數(shù)據(jù)不夠全面,且有部分模擬結(jié)果缺乏實(shí)驗(yàn)支持。因此有必要通過(guò)建立一模型獲得三輥行星軋制中應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)分布,同時(shí)結(jié)合組織演變探討三輥行星軋制的物理本質(zhì),以期為三輥行星軋制大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)奠定理論基礎(chǔ)。本文通過(guò)金相(Optical Microscopy,OM)和電子背散射衍射(Electron Back-Scattered Diffraction,EBSD)分析觀察金屬的宏微觀組織。經(jīng)三輥行星軋制后,銅樣品整體晶粒沿軸向細(xì)化,組織不均勻性下降,同時(shí)減徑區(qū)管材沿徑向呈現(xiàn)出梯度分布狀態(tài);最終在集中加工區(qū)的出口處形成均勻等軸組織,平均晶粒尺寸2.1±1.2μm。同時(shí)開(kāi)展了織構(gòu)演變分析,發(fā)現(xiàn)出口處管材織構(gòu)為一種近軋制織構(gòu),而加工過(guò)程中發(fā)生的再結(jié)晶弱化了該織構(gòu)強(qiáng)度。建立了三輥行星軋制銅材加工區(qū)軋件樣品的幾何模型,并對(duì)速度場(chǎng)和邊界條件進(jìn)行了優(yōu)化處理。其次,合理將剪切應(yīng)變?nèi)谌氲刃?yīng)變中,并給出三輥行星軋制銅管等效應(yīng)變場(chǎng)的分布。為確保模擬分析的準(zhǔn)確性,合理選取聯(lián)系應(yīng)力、應(yīng)變與溫度三者的本構(gòu)方程。運(yùn)用變形功法解析出軋件瞬時(shí)的能耗微分方程。雖然在數(shù)學(xué)上不能解出原函數(shù),但通過(guò)對(duì)加工過(guò)程的數(shù)值計(jì)算,得到純銅三輥行星軋制過(guò)程中,進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。本文采用理論模型模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證兩手段相互印證的方法。首先計(jì)算結(jié)果可證明純銅組織演變和硬度分布的可靠性,而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反過(guò)來(lái)也證明所建立的解析模型的合理性。同時(shí)獲得的計(jì)算結(jié)果可預(yù)測(cè)并驗(yàn)證了純銅在三輥行星軋制加工過(guò)程中發(fā)生的再結(jié)晶行為。通過(guò)對(duì)三輥行星軋制穩(wěn)態(tài)加工過(guò)程深入的理論解析,可為再結(jié)晶模型在三輥行星軋制中的運(yùn)用奠定基礎(chǔ),同時(shí)也為三輥行星軋制的推廣運(yùn)用提供了理論依據(jù)。
【圖文】：
邐Ｄ0２逡逑Ｉｎｉｔｉａｌ邋ｇｒａｉｎ邋ｓｉｚｅ逡逑圖１．２兩種ＤＤＲＸ結(jié)晶機(jī)制示意圖Ｉ＂１逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｍｉｃｒｏｓｔｉｏｉｃｔｕｒｅ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｍａｐ邋ｆｏｒ邋ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｈｅ邋ｔｗｏ邋ｔｙｐｅｓ邋ｏｆ邋ＤＤＲＸ１１１］逡逑同時(shí)，，ＤＲＸ受到以下因素的影響［ｌ２］：逡逑１．
Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＰＳＷ逡逑工業(yè)三輥行星軋機(jī)是制備本文樣品的加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)主要包括行星轉(zhuǎn)盤(pán)、三個(gè)漸逡逑錐形的軋輥、芯棒以及送料小車(chē)。如圖１．４所示，三個(gè)軋輥的軸線與軋件的軸線成一定的逡逑角度分布，分為偏轉(zhuǎn)角《和傾斜角盡軋輥圍繞軋件的軸線按１２０°平均分布，這樣有利于逡逑管坯的旋轉(zhuǎn)咬入。傾斜角為軋件提供了徑向的壓力，使乳件發(fā)生徑向的壓縮變形。偏轉(zhuǎn)逡逑角為軋件提供軸向向前的作用力，使軋件向前運(yùn)動(dòng)。軋輥通過(guò)行星轉(zhuǎn)盤(pán)來(lái)定位，并且安逡逑裝在大轉(zhuǎn)盤(pán)上，大轉(zhuǎn)盤(pán)與軋輥旋轉(zhuǎn)方向相同。行星轉(zhuǎn)盤(pán)的作用除了固定乳輥以外，主要逡逑是抵消工件在軋制過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)變形，并防止軋出管的扭轉(zhuǎn)，防止表面的劃傷，保證軋逡逑管的質(zhì)量，使ＰＳＷ加工可以做連續(xù)軋制成形。三輥行星軋機(jī)的運(yùn)動(dòng)主要包括軋輥的自轉(zhuǎn)、逡逑三個(gè)乳壀在行星轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)下的公轉(zhuǎn)、喂料小車(chē)推動(dòng)乳件的軸向運(yùn)動(dòng)。管還的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是逡逑由入口時(shí)的旋轉(zhuǎn)咬入前進(jìn)至出口時(shí)由于大轉(zhuǎn)盤(pán)的平衡作用，而實(shí)現(xiàn)出口處軋管不發(fā)生轉(zhuǎn)逡逑６逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG335.7
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本文編號(hào)：2687125
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/2687125.html
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本文編號(hào)：2687125
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