機車氣門電鐓、模鍛工藝的數值模擬與參數優(yōu)化.pdf

1、生產大功率內燃機用Inconel751合金氣門的電鐓和模鍛工藝十分復雜，工件在鐓粗過程中，工件頭部容易出現(xiàn)晶粒粗大、過熱過燒、鐓裂、頭部折疊等缺陷；在模鍛過程中容易產生充型不滿、成形后頸部晶粒粗大等，導致工件報廢，使用過程中氣門掉頭等現(xiàn)象。以上這些現(xiàn)象嚴重影響了我國機車發(fā)動機安全運轉和技術進步。因此研究Inconel751合金的電熱鐓粗過程和模鍛過程具有重要的意義。 本文根據剛塑性有限元法原理，利用有限元軟件Deform-2D對

2、Inconel751合金氣門的電熱鐓粗和模鍛過程進行了有限元數值模擬，獲得了電熱鐓粗和模鍛加工過程的溫度場、金屬的流動、等效應變場、等效應力場、損傷分布和晶粒分布的規(guī)律。在此基礎上，提出了采用“蒜頭”球臺的長徑比θ作為評價電鐓件成形質量的判據。當θ=1時，可以獲得有利于模鍛最佳的外形尺寸。根據θ判據，Inconel751合金氣門優(yōu)化的電鐓工藝參數為：棒料加熱溫度為1050-1150℃，鐓粗缸速度V2為12-16mm/s，砧子缸的速度為1

3、/3V2，摩擦系數取0.2-0.3。 在電鐓基礎上，本文還系統(tǒng)的模擬了模鍛溫度、砧子運動速度、毛坯與模具的摩擦系數、砧子和模具的預熱溫度等工藝參數對氣門模鍛成形的影響。結果發(fā)現(xiàn)，模鍛溫度在1100～1200℃之間，砧子速度和摩擦系數分別控制在10～20mm/s和0.1-0.3范圍內，均能獲得充型良好的鍛件。在此范圍內適當提高模鍛溫度可以降低模具的磨損和減少鍛件開裂的傾向。砧子和模具的預熱溫度以200℃左右較為適宜。 為了