本文關(guān)鍵詞：基于TP2銅管材性能控制的拉拔工藝研究

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【摘要】：TP2銅含有0.015%~0.040%的P,具有良好的導(dǎo)熱、抗磁和抗腐蝕性,是生產(chǎn)銅管的理想材料。游動(dòng)芯頭拉拔是銅管加工的一道關(guān)鍵工序,具有成品率和生產(chǎn)效率高、管材長(zhǎng)度不受限制、單道次變形量大等特點(diǎn)。隨著消費(fèi)者對(duì)銅管要求的提高,以及銅管行業(yè)進(jìn)入攻堅(jiān)階段,客觀要求不斷提高加工效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量和保證精度,因此有必要研究現(xiàn)有拉拔工藝,做出適當(dāng)調(diào)整,以優(yōu)化工藝。該課題對(duì)Φ9.52×0.75mm銅管材拉拔工序展開研究。首先,本文分析了游動(dòng)芯頭拉拔工藝的特點(diǎn),應(yīng)用雙遞減法設(shè)計(jì)拉拔工藝,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)修訂設(shè)計(jì)值,確定管材拉拔工藝。其次,進(jìn)行了熱拉伸和室溫拉伸實(shí)驗(yàn)。繪制了TP2銅管延伸率和屈服強(qiáng)度隨應(yīng)變速率、溫度的變化曲線;依據(jù)各個(gè)道次管材常溫拉伸實(shí)驗(yàn),繪制出TP2銅管材力學(xué)性能與加工率關(guān)系曲線;進(jìn)而得到軟化和硬化綜合作用曲線。再次,在軟化和硬化曲線的基礎(chǔ)上,應(yīng)用有限元分析軟件MSC.Marc對(duì)拉拔工藝進(jìn)行了數(shù)值模擬與優(yōu)化。模擬結(jié)果顯示,對(duì)管材尺寸精度和拉拔應(yīng)力的影響強(qiáng)弱依次為拉拔速度、摩擦系數(shù)、拉拔模具錐角,其最優(yōu)值分別為2.6667m/s、0.05和13°;對(duì)原三聯(lián)拉工序進(jìn)行優(yōu)化,總變形量由72.92%增大到75.95%,各道次變形溫度會(huì)有增加,前兩道次拉拔應(yīng)力略有增加,第三道次應(yīng)力反而降低。最后,基于TP2銅管材性能控制進(jìn)行了退火熱處理實(shí)驗(yàn)。保溫時(shí)間1h,退火溫度從200℃增加到600℃,管材的強(qiáng)度和硬度逐漸降低,延伸率升高,400℃為完全再結(jié)晶溫度,其力學(xué)性能和組織形貌有明顯變化。不同保溫時(shí)間退火,300℃時(shí),管材組織和力學(xué)性能無明顯變化;400℃保溫30min,力學(xué)性能明顯變化;500℃下退火,隨著保溫時(shí)間增加,強(qiáng)度和硬度變化較小,而延伸率不斷提高。
【關(guān)鍵詞】：TP2銅管 游動(dòng)芯頭拉拔工藝 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 退火熱處理
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG359
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 TP2銅的化學(xué)成分及用途12
• 1.3 拉拔工藝的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 管材拉拔工藝15-17
• 1.4.1 水平連鑄連軋工藝特點(diǎn)15-16
• 1.4.2 管材拉拔工藝設(shè)備16-17
• 1.5 有限元法在拉拔工藝中的應(yīng)用17-18
• 1.5.1 有限元基礎(chǔ)17
• 1.5.2 有限元法在拉拔工藝中的應(yīng)用17-18
• 1.6 課題的主要研究?jī)?nèi)容及意義18-20
• 1.6.1 課題的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.6.2 課題的研究意義19-20
• 第2章 游動(dòng)芯頭拉拔工藝制定20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 游動(dòng)芯頭拉拔管材的基本條件20-23
• 2.2.1 拉拔過程的建立20-21
• 2.2.2 芯頭受力平衡21
• 2.2.3 穩(wěn)定拉管的基本條件21-22
• 2.2.4 游動(dòng)芯頭軸向位置分析22-23
• 2.3 拉拔工藝的制定23-31
• 2.3.1 雙遞減法設(shè)計(jì)拉拔工藝23-27
• 2.3.2 拉拔工藝計(jì)算系統(tǒng)的建立27-28
• 2.3.3 實(shí)際拉拔工藝的制定28-29
• 2.3.4 拉拔模具設(shè)計(jì)29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 TP2銅管材軟化和硬化曲線建立32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 TP2銅管材軟化曲線32-35
• 3.3 TP2銅管材加工硬化曲線35-39
• 3.3.1 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-39
• 3.4 軟化和硬化共同作用曲線39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 拉拔工藝有限元模擬41-64
• 4.1 引言41
• 4.2 模擬典型問題的處理41-44
• 4.2.1 模擬接觸邊界條件的處理41-43
• 4.2.2 拉拔成形模擬材料庫(kù)的二次開發(fā)43-44
• 4.3 最優(yōu)工藝參數(shù)模擬研究44-51
• 4.3.1 拉拔模型的建立44-45
• 4.3.2 各個(gè)參數(shù)對(duì)軸向應(yīng)力和管材尺寸影響分析45-48
• 4.3.3 正交模擬實(shí)驗(yàn)48-50
• 4.3.4 最優(yōu)工藝參數(shù)的模擬結(jié)果分析50-51
• 4.4 三聯(lián)拉工藝優(yōu)化模擬研究51-58
• 4.4.1 有限元模型的建立52
• 4.4.2 物理參數(shù)設(shè)置52-53
• 4.4.3 工藝方案優(yōu)化53-54
• 4.4.4 溫度場(chǎng)分析54-56
• 4.4.5 應(yīng)力場(chǎng)分析56-58
• 4.5 Φ9.52×0.75mm管材拉拔工藝研究58-61
• 4.5.1 TP2銅管和拉拔模具模型的建立58-59
• 4.5.2 模擬結(jié)果分析59-61
• 4.6 TP2銅管材性能極限控制61-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 第5章 拉拔工藝實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-74
• 5.1 引言64
• 5.2 三聯(lián)拉工藝優(yōu)化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-71
• 5.2.1 變形溫度分析64-66
• 5.2.2 力學(xué)性能分析66-68
• 5.2.3 金相組織分析68-71
• 5.3 軸向應(yīng)力計(jì)算71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第6章 退火熱處理對(duì)TP2銅管材性能的影響74-90
• 6.1 不同退火溫度對(duì)TP2銅管材組織、性能影響74-81
• 6.1.1 熱處理工藝74-75
• 6.1.2 退火金相組織研究75-78
• 6.1.3 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)78-81
• 6.2 不同保溫時(shí)間對(duì)TP2銅管材組織、性能影響81-89
• 6.2.1 退火工藝制定81-82
• 6.2.2 不同保溫時(shí)間對(duì)TP2銅管材組織影響82-87
• 6.2.3 不同保溫時(shí)間對(duì)TP2銅管力學(xué)性能影響87-89
• 6.3 本章小結(jié)89-90
• 結(jié)論90-91
• 參考文獻(xiàn)91-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果96-97
• 致謝97-98

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：639694