【摘要】：傳統(tǒng)擠壓方法為間歇式工作,存在能耗大、產(chǎn)品均勻性差等諸多問題。上世紀(jì)七十年代英國學(xué)者D.Green發(fā)明的連續(xù)擠壓成型技術(shù),使擠壓的連續(xù)作業(yè)成為可能,該方法能夠有效提高材料利用率、降低能耗并提高產(chǎn)品質(zhì)量。擠壓輪是連續(xù)擠壓機(jī)中的重要部件,與槽封塊共同構(gòu)成擠壓型腔。坯料喂入后,在擠壓輪摩擦力的帶動(dòng)下沿型腔運(yùn)動(dòng)并逐漸發(fā)生變形,最終由模孔擠出。擠壓輪的工況惡劣,坯料與其摩擦導(dǎo)致接觸面溫度升高,并產(chǎn)生較高應(yīng)力。擠壓輪的使用壽命制約著連續(xù)擠壓技術(shù)的生產(chǎn)效率,提高擠壓輪的使用壽命能夠降低生產(chǎn)成本,提高效率,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文針對(duì)擠壓輪的使用壽命,通過試樣分析確定擠壓輪制備工藝的優(yōu)化方向,并應(yīng)用ANSYS軟件進(jìn)行有限元模擬,對(duì)擠壓輪的堆焊材質(zhì)與堆焊層厚度對(duì)擠壓輪的影響進(jìn)行了研究。首先,對(duì)失效H13擠壓輪試樣進(jìn)行測試,采用熒光光譜分析、光學(xué)金相顯微鏡、萬能電子試驗(yàn)機(jī)等測試儀器,從化學(xué)成分、微觀組織、室溫及高溫力學(xué)性能等方面展開分析研究。測試結(jié)果處于H13材質(zhì)的正常范圍,說明擠壓輪失效與材料熔煉和擠壓輪制造加工的過程無關(guān),確定了在輪槽部位進(jìn)行堆焊的復(fù)合制造工藝優(yōu)化方向。其次,對(duì)擠壓輪工作過程中的載荷進(jìn)行簡化與計(jì)算,建立有限元模型,應(yīng)用ANSYS對(duì)H13材質(zhì)擠壓輪工作應(yīng)力、變形及疲勞損傷情況進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示,擠壓輪工作時(shí)高應(yīng)力與變形集中在擠壓輪工作區(qū)末端(擠壓型腔出口附近)。工作區(qū)與非工作區(qū)輪槽變形方向相反,輪槽底部受到交變載荷的作用,易形成疲勞開裂,與實(shí)際情況相符。應(yīng)用上述有限元模型,分別模擬鎳基合金及D397焊條作為堆焊材質(zhì)時(shí)擠壓輪的應(yīng)力、變形與疲勞損傷狀況。將堆焊擠壓輪的模擬結(jié)果與H13擠壓輪的模擬結(jié)果對(duì)比,選擇D397焊條作為堆焊材質(zhì)。最后,以D397作為堆焊材質(zhì),模擬不同堆焊層厚度對(duì)擠壓輪的影響,隨著堆焊層厚度的增大,擠壓輪疲勞壽命先增大后減小,8mm是較為合適的堆焊層厚度。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG375

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本文編號(hào)：2796648