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随着科技的快速发展,管材的应用面临着服役要求更加严峻、工况载荷更加复杂的状况,普通的单金属管由于材料属性较为单一已很难满足更高性能的要求。双金属复合管兼具两种材料的性能特点,同时凭借其较低的成本,越来越受到各行各业的重视。现今有许多可用于制备双金属复合管的成形方法,而旋压工艺作为一种低成本、低载荷、高效率的柔性塑性成形技术,在制备高性能要求的双金属复合管方面具有巨大潜力。本文采用旋压成形技术制备了304/Ti和20#/304双金属管,探究了旋压成形过程中基管和衬管的复合机制,并采用数值模拟和实验相结合的方法,深入研究了成形参数对旋压复合双金属管的尺寸变化以及性能的影响规律,探索了进一步提升旋压双金属管管间结合性能的方法。本文的主要内容和结论如下:(1)基于金属弹塑性力学理论,构建了旋压双金属管平面力学模型,通过对旋压成形过程中两层管料所受应力的解析和推导,揭示了基管和衬管旋压复合的成形机理,分析了影响管间复合的因素,获得了不同双金属管能否进行旋压复合的判定准则。(2)开展了304/Ti、20#/304双金属管的旋压工艺研究,确定了双金属管旋压的成形方式,设计了适用于双金属管旋压复合的工装。此外,结合双金属管的几何形状、结构以及旋压成形的工艺特点,确定了对应的双金属管的旋压工艺参数范围。(3)双金属管旋压复合的数值模拟研究发现,应力从基管传递到衬管表面存在应力骤降现象,进给量以及主轴转速对管间材料壁厚变化基本没有影响,而通过下压量的调节可在一定程度上实现对基管和衬管的壁厚控制。同时,研究表明旋轮进给量、主轴转速、下压量均对双金属管壁厚偏差的变化有较大影响,后续道次需降低材料的流动性和变形程度以提高管间协调性来保证双金属管的尺寸精度。(4)研究了成形参数对旋压双金属管管间结合性能的影响,实验发现下压量是影响双金属管结合性能的主要因素。在多道次的旋压成形实验中发现双金属管的旋压复合过程可以划分为:层间贴合、层间优化、层间恶化三个阶段。而实际3~4个道次的旋压复合双金属管管间的结合性能较好,同时逐级递减的道次间下压量有利于管间结合性能的提高。此外,采用在基管和衬管的层间引入焊料膏的方一法,可进步提升管间结合性能。