鐵-碳-銅粉末冶金成形工藝的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著粉末冶金行業(yè)的快速發(fā)展，粉末冶金零件在各個領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用，但同時對零件的品質(zhì)也提出了更高的要求，壓坯密度和密度分布的均勻性顯著影響著零件的品質(zhì)。將數(shù)值模擬技術(shù)運用于金屬粉末成形過程以預(yù)測壓坯密度及密度分布，可以大大降低產(chǎn)品的設(shè)計成本和縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。故此本文對粉末塑性成形機理、材料模型的建立、成形工藝的數(shù)值模擬以及力學(xué)性能與相對密度的關(guān)系進行了以下研究:
　　1.基于金屬塑性力學(xué)的橢球形屈服準則，并通過實驗建立Fe

2、-1wt.％C-2wt.％Cu粉體材料模型。采用二維回轉(zhuǎn)體圓柱模型及三維凸輪模型，對其成形過程進行有限元數(shù)值模擬及實驗驗證。將密度分布的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果對比，驗證材料模型及屈服準則的合理性。
　　2.運用有限元分析法對圓柱模型及凸輪模型進行成形工藝優(yōu)化。對于圓柱模型，研究壓制方式、壓制速率、摩擦系數(shù)、成形溫度、保壓時間五組變量對壓坯密度分布的影響，并得到最佳組合壓制工藝方案。對于凸輪模型，在壓制過程中主要研究單向壓制、雙向壓制、

3、浮動壓制和摩擦壓制四種成形方式對壓坯密度的影響。在熱鍛過程中研究鍛壓速率、摩擦系數(shù)、坯料加熱溫度、模具預(yù)熱溫度和坯料初始相對密度五組因素對燒結(jié)體密度分布的影響，從而獲得最佳的凸輪成形工藝方案。
　　3.基于材料模型和屈服準則合理的前提下，結(jié)合最佳組合壓制工藝方案，將數(shù)值模擬應(yīng)用于實際生產(chǎn)的零件中。本文主要對三維零件直齒輪和油量控制套筒的成形過程進行模擬分析。針對齒輪，研究端面上不同尺寸孔洞的齒輪壓坯密度分布，并進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。針對油