20G无缝管热挤压过程数值模拟;
2 模拟结果与分析
2.1 模具预热温度对挤压过程的影响
在不同模具预热温度条件下,对双金属复合管进行了热挤压过程模拟。模具预热温度分别采用室温(20 ℃)、200 ℃、300℃和600℃,由于预热温度为室温和 200℃时的挤压过程分析已有相关文献[”]说明,因此主要对300℃和600℃时的挤压过程进行模拟分析。
(1)室温和 200℃。
在其他初始条件相同的情况下,模具温度较低会增大模具与工件间的热传导,降低管坯温度,同时模具在冷热交变应力下产生应力集中,增大材料的脆性。文献[9]进行了200℃时的挤压力分析,结果表明此温度下进行挤压会降低管坯温度,增大挤压力,并且坯料充满型腔不好,毛刺较多。模具温度为室温时进行挤压,会受到非常大的挤压力造成闷车,这种情况已通过工业试验证实。
(2)300℃和 600 ℃。
为研究模具预热温度对挤压过程的影响,在其他初始条件相同的情况下,分别取300℃和600℃两种预热温度对其进行模拟。复合管坯内外金属温度为1200℃时两种预热温度下的管坯等效应力分布状态如图2所示,模具预热温度与管坯最大等效应力的关系曲线如图3所示,等效应变分布状态如图4所示,管坯温度分布状态如图5所示,工作载荷曲线如图6所示。