BFe10-1-1白铜管因具有良好的耐蚀性能而在海洋工程中应用广泛,如大型的军舰、轮船的研发需要大量的大口径白铜管。扩径拉拔是生产大口径白铜管的常用工艺方法,但BFe10-1-1白铜管镍含量较高,塑性加工性能较差,导致大口径铜管的生产质量稳定性不高。因此,研究白铜管扩径过程中的形变规律,探讨关键工艺参数对扩径过程的影响规律,对白铜管扩径工艺的开发和优化有重要指导意义。本文通过理论分析和数值模拟的方法建立了扩径力的预测模型,揭示了 BFe10-1-1白铜管扩径过程中的形变规律,并对理论预测和仿真结果进行了试验验证,具体研究内容如下:1)分析了压入扩口、拉伸扩径时管材的受力状况,通过主应力法,采用刚塑性硬化曲线模型,分别建立了压入扩口挤压力Fp与拉伸扩径拉拔力Fd的力能预测模型。研究表明:压入扩口挤压力及拉伸扩径拉拔力随着扩径系数、壁厚、管内半径、摩擦系数的增大而增大,其中扩径系数是影响挤压力和拉拔力的主要因素。模型在模角较小时具有较高的预测精度,预测结果与试验之间的误差小于11.1%2)基于ABAQUS建立了压入扩口与拉伸扩径的有限元仿真模型,探究了扩径过程中主要工艺参数(扩径系数、摩擦系数、模角、管壁厚、管内径)对扩径过程中形变物理场的影响规律,仿真结果表明:压入扩口及拉伸扩径时的径向应力与周向应力沿轴向的分布规律基本一致,主要的区别在轴向应力的分布。根据径向应力的分布,在管内壁与模芯锥面最先发生接触的位置模芯表面易产生环状凹陷的槽沟,在管内壁脱离模芯锥面处易因磨损导致锥面与定径区的过渡更加平滑。压入扩口过程中,在管内壁靠近模芯处管壁增厚;之后与模芯接触直至脱离模芯前,管壁厚持续减薄。拉伸扩径过程中,管壁厚在管内壁靠近模芯至脱离模芯前持续减薄。在扩径力上,模拟与试验之间的误差小于2.1%;在管尺寸与管形态上,模拟结果与试验结果匹配较好。3)在所研究的参数范围内(K0=1.2～1.6;α=12°～36°),主要的扩口缺陷是压缩失稳产生局部褶皱,其中扩径系数是决定是否失稳的主要因素。在扩径系数小于1.6时,模角越大,管材扩口后长度缩短越多、实际扩径系数越大;扩径系数大于1.6时开始出现褶皱,模角越大褶皱的数量越多。管材截面偏心或者不规整时,截面各处的等效应力应变值都大于截面是规整圆的管材,且等效应力应变值和壁厚减薄率从壁厚处到壁薄处逐渐加大,在壁薄处最大,这导致扩口后管材偏心程度加大,几何尺寸缺陷加重。