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1、不銹鋼葉輪是工業(yè)水泵、通風(fēng)管道等設(shè)備的重要零部件之一,由于葉輪是薄壁復(fù)雜曲面零件,采用鑄造、模壓再焊合等傳統(tǒng)加工方法制造的葉輪組織性能差,質(zhì)量不穩(wěn)定,使用壽命短,因此本文采用熱擠壓成形方式對(duì)304不銹鋼葉輪的成形工藝進(jìn)行了研究。熱擠壓過(guò)程中模具需要承受高溫坯料帶來(lái)的巨大熱載荷,為提高模具使用壽命,采用熱障涂層技術(shù)對(duì)模具進(jìn)行表面改性處理具有重要的意義。
本文采用有限元軟件 DEFORM-3D對(duì)304不銹鋼葉輪的熱擠壓成形過(guò)程進(jìn)行
2、了數(shù)值模擬。基于模擬結(jié)果,對(duì)模具型腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與改進(jìn),分析了不同擠壓速度對(duì)成形過(guò)程中溫度場(chǎng)、等效應(yīng)力場(chǎng)及模具載荷的影響,確定了合理的擠壓速度。并通過(guò)對(duì)比不同熱障涂層材料的性能,確定采用 LZ/8YSZ雙陶瓷涂層對(duì)模具表面進(jìn)行改性,在 DEFORM-3D軟件平臺(tái)上研究了該涂層的隔熱性能。最后,對(duì)測(cè)溫?zé)犭娕嫉臏y(cè)溫滯后問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn),獲得的結(jié)論如下:
1)模具采用上下擠壓軸運(yùn)動(dòng)、擠壓模膛靜止不動(dòng)的模具結(jié)構(gòu)時(shí),圓柱坯料的徑向流動(dòng)
3、遠(yuǎn)比軸向流動(dòng)困難,很難成形葉輪。采用上下分型整體式模具結(jié)構(gòu)時(shí),材料的徑向流動(dòng)能力大大增強(qiáng),但對(duì)于成形難度大的高輪轂型腔部位,需要盡量增大輪轂內(nèi)徑處的拔模斜度和過(guò)渡圓角半徑來(lái)促進(jìn)材料的流動(dòng)。
2)隨著擠壓速度的增大,熱傳導(dǎo)的總熱量減少,擠壓工件的溫差逐漸減小,擠壓件的溫度分布更均勻,等效應(yīng)力也逐漸降低;但隨著擠壓速度的增大,溫差和等效應(yīng)力降低的幅度減小。
3)隨著擠壓速度的增大,模具載荷先減小后增大,擠壓速度15mm/
4、s時(shí)成形載荷最小。因此,坯料預(yù)熱溫度為1200℃時(shí),合理的擠壓速度為15mm/s。
4) LZ層厚度為200um、8YSZ層厚度為100um時(shí),模具與坯料接觸時(shí)間最長(zhǎng)部位的近表面溫度降低了75℃,擠壓工件的最低溫度提高了58℃,LZ/8YSZ雙陶瓷層熱障涂層在熱擠壓過(guò)程中的隔熱效果良好。
5)針對(duì)TMDT2-41熱電偶的測(cè)量滯后問(wèn)題,基于組合預(yù)測(cè)模型的校正方法對(duì)其測(cè)量滯后進(jìn)行了校正,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 TMDT2-41熱電
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