7A09鋁合金葉輪等溫成形工藝數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、葉輪是某動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分，它的幾何形狀非常復(fù)雜，其葉片的力學(xué)性能、幾何形狀的精確性等直接影響到葉輪的整體性能。因此，對(duì)葉輪的力學(xué)性能和外觀提出了很高的要求，制造難度很大。傳統(tǒng)加工采用機(jī)械切削加工鍛坯的方法，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低，能源消耗高。如何采用高效、經(jīng)濟(jì)的辦法生產(chǎn)是急需解決的問題。
　　等溫成形技術(shù)以其相對(duì)于傳統(tǒng)加工工藝獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和近凈成形的特點(diǎn)在這幾十年內(nèi)得到了迅速的發(fā)展。等溫成形能滿足制件外形復(fù)雜、降低設(shè)備噸位的

2、要求，并且制得制件的力學(xué)性能要高于成形溫度在固相線以上的其它制造工藝。
　　本文對(duì)葉輪的成形過程進(jìn)行了綜合研究。利用Pro/E軟件建立了葉輪的三維幾何模型，生成模具型腔。并通過有限元軟件DEFORM-3D對(duì)葉輪的成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，指出了成形溫度、凸模下移速度等參數(shù)對(duì)成形過程中金屬流動(dòng)速度場(chǎng)、等效應(yīng)變、等效應(yīng)力及成形載荷的影響情況。隨著成形溫度的提高、沖頭下移速度的降低，等效應(yīng)力和成形載荷都在下降，并且材料更易充填模具型腔，但

3、是坯料心部的金屬與葉片上的金屬流動(dòng)有比較大的差距，前者等效應(yīng)力較小，而后者的等效應(yīng)力較大。通過模擬在一定程度上掌握了7A09鋁合金等溫成形時(shí)金屬流動(dòng)規(guī)律，由此用來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
　　本文分別選用400℃、430℃、450℃的成形溫度制得葉輪，研究了葉輪的外形尺寸、實(shí)驗(yàn)載荷、硬度及力學(xué)性能等隨制備工藝參數(shù)的變化情況，指出了隨著成形溫度的提高金屬充填模具型腔的效果就越好，硬度降低。但是由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)中模具的變形，制得的葉輪均有飛邊的存在，因