某曲轴热模锻成形工艺设计及优化

摘要：

为控制某曲轴的模锻成形质量、避免锻造缺陷的产生.首先,通过热压缩实验获取了40Cr钢在不同温度和应变速率下的流变数据,并用Hansel-Spittel方程进行了拟合,获得了40Cr钢的本构关系,为模锻成形工艺仿真提供了精确的材料数据.等温压缩实验表明:应变速率和温度对40Cr钢的应力水平有显著性影响;当应变速率和应变相同时,应力随着温度的增加而降低;当温度和应变相同时,应力随着应变速率的增加而增加.在低应变速率、高温条件下,材料具有显著的应力峰值;这是由于温度越高、应变速率越低,材料在变形过程中具有足够的能量和时间进行动态再结晶软化.随后,基于金属稳定热加工理论建立了40Cr钢的热加工图,并对压缩试样进行微观组织分析,验证了热加工图的合理性.基于热加工图得到了某曲轴的成形温度推荐范围为900～1000℃、 应变速率为0.01～0.1 s-1.最后,为了解决某曲轴平衡块填充不满的问题,提出了基于拉丁超立方抽样、数值仿真获取样本、克里金模型构建响应面、遗传算法优化的策略,数值仿真和生产试制结果验证了该策略能够得到充填完整、无锻造缺陷的曲轴锻件,可提升成形质量、减少试错成本.此外,实验试制也验证了选取的成形温度和应变速率能够得到组织细小且均匀的锻件.

关键词：曲轴、热压缩、Hansel-Spittel模型、模锻、热加工图

所属期刊栏目：48

分类号：TG316;TG146.4(金属压力加工)

资助基金：重庆市教育委员会科研项目KJQN201904001

在线出版日期：2023-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：57-65