试析机车气门电镦、模锻工艺的数值模拟与参数优化

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1、分类号密级Y939763单位代码：10019学号：s030856气嚼蔗-t文等学位论文机车气门电镦、模锻工艺的数值模拟与参数优化NumericalSimulationandParameterOptimizeofElectricalUpsettingandMouldForgingwithTrainValve研究生：奎烛俊指导教师：凌目I副教援合作指导教师：申请学位门类级别：兰堂亟±一专业名称：坐些扭越化工捏研究方向：新挝抖盈堑工苎一．所在学院：工堂瞳2006年4月摘要生产大功率内燃机用Inconel751台金

2、气l、J的电镦和模锻T蕊十分复杂，工件在镦粗过程中，工件头部容易出现晶粒粗大、过热过烧、镦裂、头部折叠等缺陷；在模锻过程中餐易产生充型_不满、成形辱颈帮菇较穰大等，导致工幸孛摄褒，镬翊避程孛气疆耱头等瑗象。叛上这些瑗象严重影响了我国机车发动机安全运转和技术进步。因此研究Ineonel751合垒的电热镦糨过程和模锻过释具有重要的意义。本文根据剐塑性有限元法缀壤，剥用有限元软档Deform．2D对Ineonel751食金气门的电热镦褪鞠篌锻过程送孬了有疆元数焦援撅，获褥了蠢热镦粒帮模簸女l上过程的湿度场、金属酶

3、流魏、等效廊变场、等效应力场、损伤分布和晶粒分布的规律。在此撼础上，提出了采用“蒜头”球台的长稳比0作为评价电镦件成形质嫩的判据。当肛1时，可以获得有利于模锻最蚀的外形尺寸。根据0判箨，Inconel751合金气门优他鳇电墩工慧参数为：棒辩翔熟湿度为1050+11500C，墩糕敲逮艘v2尧12—16minis，砧子缸酶遴渡为18v2，穆撩系数取0．2—0．3。在电镦基础上，本文还系统的模拟了模锻温度、砧子运动速度、毛坯与模具的摩擦系数、砧子和模具的预热温腹等T艺参数对气门模锻成形的影响。结果发现，模锻温魔在

4、1100～1200℃之阚，旗子速度和壤擦系数努剿控期盔10～20mm／s帮o。l-o．3越溪内，均链获得充型良好的锻纷。在就范围内适当掇离模锻温度可阻降低模具的麝攒和减少锻件歼袋的倾向。醅予釉模其的预热漱度以200℃左右较为适宜。为了验证通过数值模拟获得的参数的有效性，本文还采用优化后的T蕊参数，分别对lneonel75l台金转载遗蠡了露墩窝模锻，对工转凌蟹了瓣劐分掇。结栗显示，蠢论是电镦彳孛还楚模锻件，二者在产晶外观质量、尺寸以及显徽缀织和晶粒尺寸t都达到的所援滗的性能要求。上述这些结果，对进一步优化In

5、eonel751台盘机车气门的上裳参数和提高产晶质量都将有实际的指导意义。关键词：lnconel751合金，数假模拟，刚塑性，电热镦粗，横锻AbstractTheprocessofproductionofhigh-powerinternal-combustionenginevalvewithhot-upseRingforgingandmouldforgeofInconel751alloyisverycomplicated。InthecoBrseofupsetting,somede-fectsofthehea

6、dofworkpiececaneasilybecaused，suchasthickcrystallinegrain，beingoverheatedandoverburnt,beingupseRedsplit,beadfoldeto。Intheemlrseofmouldforges。somephenomenacallbeproduced,such∞beingdiscontentedofworkpieceandthickcrystallinegrainetc．whichcarlcausetheworkpiece

7、scrapandthenecklalptu”phenomenonwhenthevalveisused．Theabovephenomenahaveseriouslyinfluencedthesafeoperatingandtechnologicalprogressoflocomotiveengineinourcountry．Therefore，thesmdyofelectricalupsettingandmouldforgingofInconel751alloyhasimpor-rantmeanings。Ac

8、cordingtotherigidplasticfiniteelement,inthispaper,theproceduresofelectricalupsettingandmouldforgingofInconel751alloyvalvehavebeensimulatedwithfiniteelementsoftwareDe—form一2D，andtheresultindicatesthelawofthete