Разработка технологических параметров штамповки осесимметричных поковок из алюминиевого сплава А356 в твердожидком состоянии (тиксоштамповки)

• Автор: Хижнякова, Людмила Владимировна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРМЕТРОВ ШТАМПОВКИ МЕТАЛЛОВ В ТВЕРДОЖИДКОМ СОСТОЯНИИ
1.1. Отличительные особенности технологий формообразования металлов в твердожидком состоянии (далее тиксоштамповки)

1.2. Выбор технологических режимов для тиксотехнологий

1.3. Процесс тиксоштамповки

1.4. Примеры практического применения технологий формообразования в твердожидком состоянии

1.5. Переменные и параметры процесса тиксоштамповки металлов

1.6. Выводы по главе

1.7. Цели задачи исследования

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ТИКСОШТАМПОВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (НА ПРИМЕРЕ'А356)

2.1. Характеристики алюминиевого сплава А356

2.1.1. Механические характеристики сплава А356

2.2. Особенности процесса нагрева алюминиевого сплава А356
2.2.1. Выбор температуры нагрева
2.2.2. Контроль температуры нагрева
2.3. Особенности процесса тиксоштамповки алюминиевого сплава
А356
2.4. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕТАЛЛА В ТВЕРДОЖИДКОМ СОСТОЯНИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТИКСОШТАМПОВКИ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ПОКОВОК ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСАХ Q-FORM И PETERA
3.1. О подходе к моделированию тиксоштамповки
3.2. Однофазная модель
3.2. Двухфазная модель. Поведение твердожидких заготовок с
большим содержанием твердой фазы при деформировании
3.3. Моделирование процесса тиксоштамповки в программном комплексе Q-Form
3.4. Составление модели тиксотропного материала из
алюминиевого сплава А356
3.5. Результаты моделирования в программном комплексе Q-Form
3.6. Моделирование процесса тиксоштамповки в программном комплексе Petera
3.6.1. Характеристики течения
3.6.2. Двухфазная модель
3.6.3. Взаимосвязь температуры и энтальпии
3.6.4. Определение параметров модели...'
3.7. Результаты моделирования в программном комплексе Petera
3.7.1. Поковка № 4 (угол конусности фланца 0 °, толщина стенки стакана 2 мм)
3.7.2. Поковка № 1 (угол конусности фланца 16 °, толщина стенки стакана 2 мм)

3.7.3. Поковка № 3 (угол конусности фланца 0 °, толщина стенки
стакана 5 мм)
3.8. Результаты и выводы по главе:
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТИКСОШТАМПОВКИ ПОКОВОК ТИПА “СТАКАН С ФЛАНЦЕМ” МАССОЙ 1+0,15 КГ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА А 356 С ГЛОБУЛЯРНОЙ МИКРОСТРУКТУРОЙ
4.1. Методика экспериментальных исследований
4.2. План проведения экспериментов по тикер штамповке детали
типа стакан с фланцем из алюминиевого сплава А356
4.3. Оборудование
4.3.1. Гидравлический пресс двойного действия с ЧПУ
4.3.2. Технологическая оснастка, штампы
4.4. Стратегия нагрева заготовок 0 76, высотой 90 мм из алюминиевого сплава А356 с глобулярной микроструктурой
4.5. Условия экспериментов по тиксоштамповке поковок типа ‘стакан с фланцем’ из алюминиевого сплава АЗ56 на гидравлическом прессе двойного действия с ЧПУ
4.6. Результаты экспериментов по нагреву заготовок 0 76,
высотой 90 мм из алюминиевого сплава АЗ 5
4.7. Результаты экспериментов по тиксоштамповке поковок типа
‘стакан с фланцем’ из алюминиевого сплава А356
4.8. Анализ микроструктуры
4.8.1. Микроструктура исходных заготовок до нагрева
4.8.2. Микроструктура заготовок после нагрева
4.8.3. Микроструктура готовых поковок
4.8.4. Микроструктура в зонах фланца с углом конусности 16°

размера а-зерен, степени скелетизации). Однофазные модели способны лишь приблизительно описать поведение материала в твердожидком состоянии, так как не учитывают физических явлений, происходящих в другой фазе металла и их влияния на первую фазу, а так же не учитывают параметров микроструктуры металла. Двухфазные модели более точно моделируют процессы, происходящие в металлах, находящимися в твердожидком состоянии [16].
3.2. Двухфазная модель. Поведение твердожидких заготовок с большим содержанием твердой фазы при деформировании.
Несмотря на важность понимания поведения таких твердожидких заготовок, наиболее перспективных для переработки на прессах ОМД при тиксоштамповке, из-за сложности теоретических и экспериментальных исследований моделирование течения таких сред началось относительно недавно [15]. Твердожидкие металлические заготовки с большим содержанием твердой фазы характеризуются наличием твердого «скелета», который мог образоваться при частичном затвердевании жидкого металла или сохраниться при частичном расплавлении первоначально твердой заготовки.
Использовались различные методы для оценки характеристик течения заготовок в твердожидком состоянии с большим содержанием твердой фазы. Наиболее часто используется метод осадки заготовки [8]. Этот метод относительно прост в осуществлении, но скорость деформации в основном ограничена 1 с'1. Для устранения этого недостатка разработаны реометры с высокой скоростью деформирования (до 1500 с'1). Экспериментальные исследования выявили следующие характерные особенности процесса деформирования [15]:
• Существование большого напряжения течения;
• Возможность разрушения твердой фазы и сепарации жидкой фазы.