粉末高溫合金盤件等溫鍛造模擬及模具熱負荷分析.pdf

1、FGH96合金是我國新研制的鎳基粉末高溫合金，由于其變形抗力大，熱力參數(shù)容差小，鍛后組織對熱力參數(shù)敏感且難以控制，給其盤件的等溫成形工藝和模具提出了更高的要求。 采用MSC．Superforge有限體積模擬軟件對FGH96合金盤件的等溫成形過程進行了模擬，結果表明：FGH96合金盤件在最終成形時，所需載荷急劇上升，遠遠超出現(xiàn)有設備所能提供的噸位。為保證鍛件的最終成形，應采取預鍛和鍛間熱處理工步。工廠原有的兩套成形方案均存在一定的

2、缺陷，通過模擬分析并經(jīng)工藝修改后給出的工藝方案，能使坯料在設備允許的范圍內很好地完成盤件的成形。 對FGH96合金盤坯的兩次鐓粗成形工藝進行了模擬。通過對不同圓弧半徑模具鐓粗成形過程的模擬，分析了模具圓弧半徑對預制坯相對直徑比、鐓粗后變形均勻程度以及鐓粗后等效應變速率的變化規(guī)律等進行了討論。得到了合理的模具半徑范圍，為FGH96合金盤件預制坯的工藝制定提供了一種新的選擇。 根據(jù)鍛模型腔熱負荷來源，通過非穩(wěn)態(tài)傳熱理論，分析

3、討論了模具工作表層溫度分布與熱傳遞規(guī)律，推導出了型腔表面溫度分布梯度與熱流密度的計算公式以及鍛模型腔表面溫度峰值的表達式，并分析討論了溫度波在模具中的傳遞規(guī)律，熱影響區(qū)范圍以及影響機理。同時對模具的冷卻與重復加熱過程進行了有限元模擬，得到了模具在冷卻與再升溫過程中的溫度變化規(guī)律與應力分布情況。 采用ANSYS有限元模擬軟件對等溫鍛造整體模具及組合模具的受熱及承載情況進行了模擬。通過模擬發(fā)現(xiàn)，模具型腔尺寸的變化主要來自于模具受熱膨