列車用大型精密鋁合金結(jié)構(gòu)件等溫鍛造工藝研究.pdf

1、鋁及鋁合金具有較高的比強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性能、外觀明亮且易于機(jī)械和熱加工、無導(dǎo)磁性及無低溫脆性等特點(diǎn)，已被廣泛用于航空航天、汽車制造以及軌道交通行業(yè)中。
　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通方式發(fā)生了巨大的變化，高速軌道交通在其中占據(jù)了重要的地位。我國的特殊國情和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對高速軌道交通提出了更高的要求。降低車身自重、提高車輛的額定荷載能力、提高運(yùn)行速率，這些都成為當(dāng)前對軌道交通的迫切需求。而滿足這一需求的關(guān)鍵在于降低車身重量，提高車身強(qiáng)

2、度。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵又在于提高車身結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵大型結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能。
　　在我國，對于這類大型鋁合金關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件通常采用壓鑄工藝制造，但因氣孔、縮松等鑄造缺陷的存在使壓鑄件的氣密性降低，同時(shí)組織中存在粗大塊狀晶體結(jié)構(gòu)使其力學(xué)性能降低，因而很難滿足提高現(xiàn)有列車運(yùn)行能力的要求。采用精密鍛造工藝能有效消除或減輕壓鑄工藝的以上缺陷，為此，本文圍繞以鍛代鑄的工藝方法對2024鋁合金的等溫鍛造成形工藝開展了研究。
　　在試制搖枕鍛件之前，

3、按照搖枕鍛件設(shè)計(jì)圖截取部分結(jié)構(gòu)按1:1的比例進(jìn)行了小件試制實(shí)驗(yàn)以研究2024鋁合金等溫鍛造的基本工藝參數(shù)。鍛件預(yù)制坯設(shè)計(jì)過程中采用了有限元數(shù)值分析軟件進(jìn)行成形過程模擬，以優(yōu)化預(yù)制坯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其達(dá)到最佳的成形效果。針對搖枕鍛件結(jié)構(gòu)復(fù)雜（筋的高寬比25:1），規(guī)格尺寸大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造了大型等溫鍛造模具，并針對鋁合金在模具內(nèi)成形和脫模困難的特點(diǎn)，對模具進(jìn)行了分步脫模的設(shè)計(jì)。最后，采用了模擬成形效果較好的兩塊預(yù)制坯結(jié)構(gòu)，結(jié)合最優(yōu)化成形工藝參