论文部分内容阅读
随着中大型环件的广泛应用,环件的生产工艺有了长足的发展和改进,在铸辗复合成形工艺的基础上提出一种高效、节能的工艺——铸辗连续成形工艺,工艺的核心思想是利用铸坯余热直接进行热辗扩加工,缩短了生产周期、提高了能源利用率。本文通过数值模拟和实验研究确定出各工艺参数进行生产过程控制。通过对42CrMo合金钢材料的金属凝固进行理论分析,建立42CrMo合金相图和热物性参数数据库;然后用ProCAST铸造模拟软件,建立几何模型与材料模型进行离心铸造的有限元仿真;分析铸造过程温度场和应力场,确定铸造工艺参数;最后通过高温金相实验研究合金动态组织变化规律,确定环坯出模后转运过程中补热的加热温度和保温时间,得到满足辗扩要求的铸件。研究得到的结论和内容有:(1)运用ProCAST模拟软件建立铸态42CrMo的材料模型和应力模型。(2)用Jmatpro软件模拟出了铸态42CrMo钢合金相图,通过理论和工业实践得出42CrMo冶炼温度为1700℃,冶炼时间为3.5~4h。(3)模拟离心铸造铸件充型过程及凝固过程,分析铸造中的充型过程、出模前后的温度场和应力场变化,确定42CrMo环件浇注温度为1520℃、出模温度为1050℃。(4)通过高温热台实验研究42CrMo合金高温下组织变化规律,加热温度为1050℃、保温时间10min时合金的晶粒均匀细小,且温度分布均匀达到辗扩前铸件晶粒要求。(5)综上得出环件铸辗连续成形工艺流程为:电弧炉中冶炼→立式离心铸造炉中浇注→出模→由机械手运至表面清理处进行清理→保温炉中保温、加热→机械手运至辗环机。