鐵-碳-銅粉末冶金成形工藝的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著粉末冶金行業(yè)的快速發(fā)展，粉末冶金零件在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用，但同時(shí)對零件的品質(zhì)也提出了更高的要求，壓坯密度和密度分布的均勻性顯著影響著零件的品質(zhì)。將數(shù)值模擬技術(shù)運(yùn)用于金屬粉末成形過程以預(yù)測壓坯密度及密度分布，可以大大降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本和縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。故此本文對粉末塑性成形機(jī)理、材料模型的建立、成形工藝的數(shù)值模擬以及力學(xué)性能與相對密度的關(guān)系進(jìn)行了以下研究:
　　1.基于金屬塑性力學(xué)的橢球形屈服準(zhǔn)則，并通過實(shí)驗(yàn)建立Fe

2、-1wt.％C-2wt.％Cu粉體材料模型。采用二維回轉(zhuǎn)體圓柱模型及三維凸輪模型，對其成形過程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。將密度分布的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證材料模型及屈服準(zhǔn)則的合理性。
　　2.運(yùn)用有限元分析法對圓柱模型及凸輪模型進(jìn)行成形工藝優(yōu)化。對于圓柱模型，研究壓制方式、壓制速率、摩擦系數(shù)、成形溫度、保壓時(shí)間五組變量對壓坯密度分布的影響，并得到最佳組合壓制工藝方案。對于凸輪模型，在壓制過程中主要研究單向壓制、雙向壓制、

3、浮動壓制和摩擦壓制四種成形方式對壓坯密度的影響。在熱鍛過程中研究鍛壓速率、摩擦系數(shù)、坯料加熱溫度、模具預(yù)熱溫度和坯料初始相對密度五組因素對燒結(jié)體密度分布的影響，從而獲得最佳的凸輪成形工藝方案。
　　3.基于材料模型和屈服準(zhǔn)則合理的前提下，結(jié)合最佳組合壓制工藝方案，將數(shù)值模擬應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的零件中。本文主要對三維零件直齒輪和油量控制套筒的成形過程進(jìn)行模擬分析。針對齒輪，研究端面上不同尺寸孔洞的齒輪壓坯密度分布，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。針對油