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6061铝合金锻件淬火工艺研究

    6061铝合金是一种强度高的冷处理锻压合金,其材料在低于500°时不发生相变,也是商用最强力合金之一。细小晶粒使得深度钻孔性能更好,具耐磨性增强, 螺纹滚制与众不同,是许多公司青睐的对象.铝合金材料因热处理而产生残余应力主要局限于少数几种高强铝合金。_外研究主要集中于航空航天用的几种高强铝合金材料如60612024、7075、7050等。由于主要应用于航空航天等部门,对其淬火残余应力的研究结果报道,直到20世纪80年代以后国外才逐渐增多,而国内几乎见不到这样的研究报道。

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 本文的研究对象为某公司生产的某种锻件,材料为6061铝,是该锻件的三维模型该模型采用的热处理为460 X:?465 X:在30°的水中淬火,在这个过程中会产生很大的残余应力,进而对后续加工产生不利影响,锻件可能会出现裂纹、变形,甚至报废,对公司造成了巨大的经济损失本文的研究目的是为了缩短该产品的研究周期,能够较快的投入市场,先通过有限元软件对其淬火过程进行分析,得到相关结果数据,研究其温度场的分布,应力的分布。

 此锻件是轴对称的,所以切除一半分析。在对此锻件有限元分析前,需对其网格划分,由于此锻件结构不规则, 导入hyepermesh对其网格划分。之后进行网格质量关于指标warpage的检查。可以看出网格质量良好,符合要求。再将其导入abaqus中,采用顺序耦合热应力分析,此类分析中的应力应变场取决于温度场,但温度场不受应变场的影响。需要首先分析出温度场,然后以温度场为条件分析出应力应变场。

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 模型锻件的内部仍然没有冷却到水温,因为在整个过程中,热传递发生在锻件与水接触的表面,在很短的时间内,这个表面的温度就与水温基本相同了,而锻件内部的热量则需要一个比较长的过程才能传递出来。

 应用有限元分析技术建立了6061铝合金为锻件的几何模型,按照此锻件在实际生产过程的淬火环节,采用实际生产过程中的数据,建立了相应的有限元分析模型,得 到了锻件在淬火过程中的温度场云图和应力云图。研究云图发现结构存在问题,该问题可能导致产品在生产过程 中断裂、降低产品合格率。针对此问题提出了相应的解决 方案。为实际生产过程提供了质量保障,提高了生产效率,保证了产品合格率。同时为以后生产线上可能出现的问题提供了一个可行的解决方法。

 


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