锻压技术

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邱垚, 信瑞山, 骆建彬, 马庆贤

锻压技术. 2020, 45(10): 1-6. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.001

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大型锻件生产过程中会产生内裂纹等孔隙性缺陷，这类缺陷的存在具有重大安全隐患。采用高温热塑变形的方式修复低碳钢内裂纹，采用扫描电镜、金相分析等方法分析内裂纹修复区组织的演变情况，并通过标准夏比实验研究了冲击性能恢复情况。结果表明：修复过程中，仅通过一次镦粗，可以使得内裂纹完全消失，但是冲击性能只能部分恢复；通过在较高温度下的两镦一拔工艺，内裂纹完全消失的同时，冲击性能也可以完全恢复，这与内裂纹修复区晶粒分布有关。此外，经过不同的热塑变形工艺均可以在内裂纹修复区观察到Al元素和Si元素聚集。该研究结果为大型锻件内裂纹修复工艺标准的制定提供了参考依据。

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301不锈钢螺栓断裂原因分析

闫志波, 赵海涛, 陈红卫

锻压技术. 2020, 45(10): 7-12. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.002

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为找出301不锈钢螺栓断裂的原因，使用HORIBA GD Profiler 2射频辉光放电光谱仪对螺栓的化学成分进行分析，采用Zeiss ULTRA 55场发射扫描电子显微镜和AXioImager.M 2m光学显微镜对螺栓的断口形貌和金相组织进行观察，并利用EDS对螺栓中的典型夹杂物成分进行分析，并将螺栓头部样品在PANalytical Empyrean X射线衍射仪上进行X射线衍射试验，分析了样品的相组成。试验发现：螺栓的成分符合要求；螺栓断面边缘部位呈沿晶断裂，中心粗糙部位为韧性断裂；螺栓变形区发生了马氏体相变，存在变形奥氏体+马氏体组织；该不锈钢螺栓冷变形前未发生敏化现象。综合分析试验结果可知，冷变形导致的马氏体组织和海水中应力腐蚀导致的氢脆是301不锈钢螺栓断裂的两个主要原因。后续生产中需改进工艺，避免钢中出现马氏体组织。

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汽车铆螺母冷锻成形数值模拟及优化

柳铮, 钟绍华, 桂航, 朱军

锻压技术. 2020, 45(10): 13-20. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.003

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针对某型号汽车铆螺母模具寿命短的问题，分析了现有的原始成形方案存在的问题，并提出一种优化的冷锻成形方案，即通过转移重要工位零件变形量来减少相应工位模具的应力。然后，以降低模具局部最大应力为优化目标，选取凸模下压速度、凸模锥角、凹模锥角、摩擦系数作为变量，设计正交试验，并通过多次模拟计算得到了成形工艺参数的最优水平组合为：凸模下压速度为240 mm·s^-1，凸模锥角为120°，凹模锥角为60°，摩擦系数为0.09。最后，分别运用数值模拟及试验的方法，对冷锻成形方案及最优工艺参数组合进行了验证。研究结果表明：运用优化后的方案及最优工艺参数组合指导冷锻加工，能够有效减小模具应力、延长模具寿命。

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基于克里金模型和遗传算法的铝合金高筋薄壁锻件多目标优化

骆静, 尹小燕

锻压技术. 2020, 45(10): 20-26. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.004

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以数值模拟和智能算法为手段，以某高筋、薄壁、带有纵横内筋的铝合金锻件为研究对象，将其成形过程中的坯料高宽比、坯料温度、成形速度以及摩擦系数作为设计变量，将填充性能、组织流线、成形均匀性作为优化目标，利用克里金模型构建坯料高宽比、坯料温度、成形速度、摩擦系数与填充性能、组织流线、成形均匀性之间的高度非线性关系。利用多目标遗传算法（NSGA-II），对克里金模型进行寻优得到Pareto解集，均衡考虑实际工艺条件，选取了一组比较均衡的最优解进行工艺试制。结果表明：优化结果能够显著地提升应变均匀性和填充性能，并改善流线分布。

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振动辅助弯曲对残余应力的影响

王宇飞, 周芃, 邓磊, 王新云

锻压技术. 2020, 45(10): 27-34. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.005

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为了降低残余应力，传统工艺流程一般采用先成形、后振动时效的方法，而现将低频振动施加到成形过程中，以此来缩短制造工艺流程，并获得具有较低残余应力的冲压件。采用高精度伺服压力机对6082铝板进行振动辅助弯曲实验，设置了振幅、频率和下压速率3个变量，分别测量振动辅助弯曲成形后试样弯曲圆弧表面的残余应力，并使用EBSD表征内弯面处的平均取向差，使用XRD测量弯曲圆弧截面的平均位错密度，得到不同振动参数对残余应力和位错密度的影响规律。实验发现：振动辅助弯曲成形能够有效降低残余应力，最高可降低36.96%；残余应力随着振幅的增大先降低、后升高，随着频率的增大先增大、后保持不变，随着下压速率的增大而增大。通过对低频振动辅助弯曲过程进行模拟和分析，并结合位错相关理论解释了振动辅助弯曲成形影响残余应力的微观机理。

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板料姿态多方位调整的数控渐进成形中成形顺序对成形质量的影响

朱虎, 李吉龙

锻压技术. 2020, 45(10): 35-40. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.006

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在板料姿态多方位调整的数控渐进成形中，为研究难成形面和易成形面的成形顺序对成形质量的影响，以含难、易成形面的板材件模型作为研究对象，建立了先易后难和先难后易的两种成形顺序。采用这两种成形顺序进行了数值模拟和成形实验，对比分析了先易后难和先难后易两种成形顺序在轮廓尺寸精度和板材厚度分布方面对成形件的影响。数值模拟和实验结果表明：通过两种成形顺序得到的成形件在轮廓尺寸偏差分布上趋于一致，但采用先难后易的成形顺序成形得到的成形件有着更好的轮廓贴合度，具有相对更高的轮廓尺寸精度；而在厚度分布方面，两种成形顺序所获得的成形件差异较小，表明成形顺序对厚度方面的影响较小。

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一种钣金件数控激光切割路径的优化改进方法

李丽, 武照云, 鱼鹏飞, 程洋洋

锻压技术. 2020, 45(10): 41-46. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.007

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针对钣金件数控激光切割路径优化方法存在的不足的问题，以无孔且不共边的钣金件数控激光切割路径优化问题为研究对象，阐述了切割路径优化问题的本质与优化目标。分析了传统算法中串行切割约束规则的缺点，提出了基于交叉切割的零件切割约束规则。在零件轮廓线段离散化处理的基础上，建立了切割路径优化的数学模型，进而将问题转化为零件轮廓线段的顺序选择问题。采用蚁群算法对该问题进行求解计算，给出了算法原理和步骤。最后，通过仿真实验验证了该方法的可行性与有效性。该方法可以有效地提高钣金件数控激光切割的路径优化效果以及加工效率。

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基于克里金模型和智能算法的汽车加强件热冲压工艺优化

何泽歆, 黄超群

锻压技术. 2020, 45(10): 47-52. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.008

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将某汽车加强件作为研究对象，运用有限元数值模拟手段获得热冲压工艺和成形指标之间的对应数据。此外，使用克里金模型构建设计变量与设计指标之间的高度非线性映射关系，使用遗传算法优化克里金模型，获得全局最优参数。优化策略和优化结果表明，数值模拟结果与实验吻合较好，并且有限元分析方法能够成功地捕捉热板冲压过程的变形模式和特性；将拉丁超立方抽样和克里金模型相结合，能够准确地预测产品的成形质量，并可应用于热冲压温度和压边力的设计。遗传算法和克里金模型相结合使得汽车加强件的成形质量得到了显著的提升，消除了优化前的热冲压工艺存在的板料破裂缺陷。通过实验验证了最优参数的可行性，优化策略对超高强钢板的热冲压工艺优化具有较好的适用性。

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航天贮箱用典型规格2219铝合金板材不同热处理状态下的性能研究

胡德友, 李继光, 张杰刚, 李玉辰, 田恕, 杜佳明, 张学习

锻压技术. 2020, 45(10): 53-58. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.009

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为提高新一代运载火箭的有效载荷、提升可靠性，贮箱对材料性能及匹配的成形工艺有更高的要求。以运载火箭贮箱用典型规格（厚度为6 mm）的2219铝合金板材为研究对象，通过研究不同轧制方向、热处理状态下的基本力学性能，建立热处理状态对基本力学性能的影响曲线，形成表征2219铝合金在不同热处理状态下的弹塑性参数。结果表明：轧制方向对不同热处理状态的2219铝合金力学性能的影响不同，在退火态下，平行于轧制方向的强度较高；而在固溶温度为535℃下保温30 min后的淬火态下，垂直于轧制方向的性能较高，淬火后的板材均匀塑性变形能力得到了提高，抗拉强度及应变硬化指数是退火态的2倍以上，屈服强度、伸长率及各向异性系数比退火态板材略有提高，优化成形工艺窗口，实现淬火态成形，有效地规避热处理变形。

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3A21厚板强力旋压成形有限元模拟

郝花蕾, 杨文华, 吉卫

锻压技术. 2020, 45(10): 59-65. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.010

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为了提高3A21厚板的可成形性，使用预制坯进行强力旋压成形。在强力旋压成形过程中涉及参数较多，成形过程复杂，其中，旋轮是旋压成形加工过程中的关键工艺装备之一，对成形件的成形精度和成形质量至关重要。为揭示上述参数对厚板旋压成形过程的影响，基于ABAQUS/Explicit有限元模拟与实验相结合的方法，分析旋轮工作圆角半径、旋轮进给比以及旋轮与芯模间隙对旋压件贴模性以及壁厚的影响规律。结果表明：旋轮工作圆角半径太小，易与板料出现“咬死”现象，太大则影响旋压件贴模性及壁厚均匀性；较小的旋轮进给比有利于旋压件贴模、避免材料局部堆积，从而提高旋压件的壁厚均匀性；合适的旋轮与芯模间隙可以使材料流动更加充分，大大提高旋压件贴模性。通过上述研究和实验，最终获得了合格的旋压产品。

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内压对小直径薄壁U型波纹管成形规律的影响

李凯, 苗晓军, 皇涛, 蒋宇宁, 赵家鑫, 岳伟, 白璐阁, 郝留成, 宋克兴

锻压技术. 2020, 45(10): 66-72,79. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.011

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为了研究内压对小直径薄壁U型波纹管的壁厚减薄率的影响行为，采用数值模拟分析的方法，基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，建立了小直径薄壁U型316L奥氏体不锈钢波纹管的内压成形过程的有限元模型，获得了小直径薄壁U型波纹管内压成形过程中的等效应力、等效应变和壁厚减薄率的分布演变规律。在相同的轴向进给位移条件下，获得了不同的内压对小直径薄壁U型波纹管的壁厚减薄率分布的影响规律，获得了成形质量合格的小直径薄壁U型波纹管的成形内压范围，研究结果为小直径薄壁U型波纹管的内压成形工艺的设计提供了数据参考。

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基于CAE的导管精确扩口成形技术

寸文渊, 张晶, 崔保金, 赵碧霞, 舒阳

锻压技术. 2020, 45(10): 73-79. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.012

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针对导管扩口成形过程中因扩口伸出量的不确定导致的导管轴向成形精准度差的问题，基于导管扩口成形的具体参数要求，采用ABAQUS对Φ22 mm×1 mm的LF2M铝合金导管的扩口成形过程进行有限元仿真分析，得到成形过程中旋压棒的载荷-行程变化规律以及旋压棒、导管扩口端、平管嘴之间的接触变化规律，在此基础上研究了不同伸出量的旋压棒端面距离-行程和旋压棒最大外径-行程的变化规律。研究结果表明：不同伸出量在特定的旋压棒行程下成形的扩口端均能满足成形参数要求，但伸出量的可选范围大，严重影响导管轴向成形精度，需对伸出量进行精确控制。基于扩口成形变化规律确定参考伸出量，并进行相应的工艺试验研究，为标准伸出量的确定提供了理论依据。

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钛合金变截面薄壁管流体力学成形工艺

袁秦峰, 梁必成, 孙镭, 王以华

锻压技术. 2020, 45(10): 80-85. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.013

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介绍用流体力学成形方法来完成沿轴向的变截面薄壁管成形装置及工艺。研究结果表明：与缩径相比，液体挤压能够增加有限的变形程度至26%；流体力学成形的薄壁管与缩颈和在动芯棒上液体挤压成形的薄壁管相比，由于前者管坯周围均有液体支撑，管内也无需填充液体或填料，驱动力亦采用无冲击压力液体，故其能够扩大各种相对变形厚度S₀/D₀的管坯的变形程度至33%，流体力学成形薄壁管工艺甚至能够优化相应的σ_z和p值。在管坯流体力学成形的周期中，变形前的管坯型腔无芯棒或堵头装置，变形后无需从型腔中抽出芯棒或堵头。本例变形程度达到33.3%，劳动生产率达40~50件·h^-1。

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特种成形某低温风洞S03钢弯刀热推弯成形工艺

马东平, 张洪林, 刘朝晖, 张华剑, 刘春海, 孙明月, 陈万华, 王太江

锻压技术. 2020, 45(10): 86-91. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.014

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针对弯刀传统锻造成形工艺需要复杂的工装、大吨位钢锭和较多锻造火次，且经济性较差、质量风险难以控制等难题，设计了配套引导工装和中频感应线圈，采用热推弯成形工艺研究不同材质、不同缩比下的弯刀成形工艺，并获得了理想的效果。热推弯成形过程中，弯刀成形平稳、速度快且精度高，力学性能满足要求，并且所需毛坯吨位小，具有较大的技术和经济优势。同时，在1∶6和1∶2弯刀缩比件的工艺研究中所积累的热推弯成形工艺各环节的关键工艺参数，可为1∶1全尺寸弯刀热推弯成形提供技术支撑，为弯刀成品件的成形探索了一条新途径。

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新型B路径的等通道转角挤压工艺

高建烨, 何涛, 杜向阳, 孙安娜, 洪浩洋

锻压技术. 2020, 45(10): 92-98. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.015

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通过Deform-3D有限元软件，对一种新型B路径下的2024铝合金进行等通道转角挤压数值模拟。分析了等效应变大小及其分布规律，得到新型B路径下铝合金的变形特点。利用等通道转角挤压实验，验证了2024铝合金在新型B路径下变形模拟的可信性。结果表明：多道次等通道转角挤压后，新型B路径下的变形效果剧烈并且变形更均匀，试件均匀变形区扩大，头部、尾部也得到了充分变形；由于各方向上等效应变梯度的变化，等效应变均匀性随着道次的增加呈现出先上升、后下降的趋势。通过实验与仿真结果的对比发现，由于头部与主变形区的等效应变值接近，头部不会产生明显的翘曲。

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球头销冷镦成形工艺的逃逸粒子群优化算法

葛洪央, 王永乐

锻压技术. 2020, 45(10): 99-105. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.016

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为了降低冷镦成形载荷、提高模具使用寿命，提出了逃逸粒子群算法的冷镦参数优化方法。介绍了球头销三维模型和冷镦工艺流程，针对球头销脱模困难的问题，设计了哈弗浮动分模来解决此问题。以减小冷镦成形载荷为优化目标，建立了参数的优化模型。依据Box-Behnken设计了27组实验，基于Deform-3D有限元软件得到了成形载荷的最大值。使用BP神经网络拟合了优化参数与成形载荷间的非线性关系，经验证BP神经网络的拟合精度较高。在粒子群算法中加入了逃逸机制，使算法具有逃出局部最优的能力，从而将参数优化问题转化为最优位置的搜索问题。经仿真验证，逃逸粒子群算法搜索到的成形载荷最大值比粒子群算法减小了11.84%；经生产验证，冷镦成形件表面光滑、成形饱满、纵向无弯曲，满足冷镦件质量要求。以上结果说明，逃逸粒子群算法搜索的参数在满足质量要求的前提下，减小了成形载荷、提高了模具使用寿命。

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薄壁六角法兰螺母精冲工艺分析及参数优化

朱宇

锻压技术. 2020, 45(10): 106-111. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.017

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针对薄壁六角法兰面螺母的结构特征，提出了两种精冲工艺方案，根据精冲工艺的特点，建立了精冲力学模型，并基于DEFORM-3D建立了有限元模型，对两种方案的精冲过程进行了数值模拟仿真，对比分析了两种精冲工艺方案的工件损伤值及成形载荷结果，从而获得了较优的工艺方案。其次，结合正交试验，选取模具表面硬度、摩擦系数、冲压速度及凸凹模间隙作为试验因素，建立了4因素3水平的正交试验表，研究了各试验因素对模具磨损量的影响程度，并以精冲过程中模具磨损量最小为优化目标，寻找最优方案的最优工艺参数组合。结果表明：当模具表面硬度为55 HRC、摩擦系数为0.1、冲压速度为10 mm·s^-1、凸凹模间隙为0.04 mm时，模具磨损量最小。并通过工艺试验，验证了最优工艺参数组合方案的可信性，能够有效地指导工艺及模具设计。

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六连杆冷温锻压力机传动机构优化设计

叶柳, 丁武学, 孙宇, 李道忠

锻压技术. 2020, 45(10): 112-116,136. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.018

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为改善冷温锻压力机滑块的运动学曲线、提高锻件质量，对传动机构的杆系参数进行优化。在建立了六连杆冷温锻压力机传动机构的运动学模型的基础上，结合工程实际设计约束条件，以机构的最大高度、急回特性和最大加速度为优化目标，采用线性加权的方式得到统一的目标函数，并使用惩罚函数和复合形法相结合的优化算法求得工程最优解。在构造多目标函数的过程中，提出了一种量纲转换函数，并将优化后的主要技术指标和滑块运动学曲线与常见的量纲转换函数优化后的结果作对比，发现机构的最大高度降低了3.6%，回程时间缩短了10.3%，下死点前15 mm处的速度减小了12.4%，说明了该量纲转换函数相比于常见的量纲转换函数具有优越性，有一定的参考价值。

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冷连轧机新型锥形工作辊设计

季业益, 陆宝山, 关集俱, 李强伟

锻压技术. 2020, 45(10): 117-123. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.019

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针对冷连轧机的边降侦测器仅能将C15（距边为15 mm）的冷轧钢带轧制厚度控制在小于10 μm的尺寸偏差，同时，无法避免其他位置产生鼓起缺陷的现状，为了加强轧边控制和降低轧制缺陷，提出了一种新型两段式锥形工作辊辊型优化方法。通过深入分析第1机架（S1）两段式锥形工作辊辊型结构及边降控制机理，建立宽、窄钢带边降控制弯辊力的模型，并基于数值模拟结果多次修正工作辊辊型。优化设计后的新型两段式锥形工作辊最终在工业轧制现场进行轧制实验验证，结果表明：优化后的第1机架（S1）两段式锥形工作辊可与现有一级（LV1）边降控制系统配合使用，能够充分发挥锥形工作辊的边降控制能力，同时有效地避免了冷轧钢带在轧制时的鼓起缺陷。

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大型模锻液压机的混合动力驱动系统

郭玉玺, 张利

锻压技术. 2020, 45(10): 124-129. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.020

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根据大型模锻液压机不同产品的生产工艺特性，合理设计并配置泵站的动力系统。开发油泵直接传动+蓄势器流量动态补偿的混合动力驱动系统，对于降低油泵直接传动的大型模锻液压机的装机功率、以最少的资源消耗和制造成本生产高精度和高性能产品、降低设备建造投资及其能源消耗和长期运行成本具有重要的技术及经济意义。研究表明，混合动力驱动系统在350 MN多向双动复合挤压机上的应用，取得了显著的技术、经济效果，大幅度降低了设备装机总功率和能源消耗，提高了系统控制水平和能源运行效率，从而为大型模锻、多向挤压液压机传动系统的设计提供了一个性价比较高的解决方案。

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基于GA-ELM的钛合金叶片精锻成形过程的模具磨损分析与预测

梅益, 刘洪波, 罗宁康, 李亚勇, 龙孟伟

锻压技术. 2020, 45(10): 130-136. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.021

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为提高对钛合金叶片精锻过程中模具磨损量分析的效率和准确率，以TC11钛合金叶片精锻成形过程为研究对象，通过有限元分析软件Deform-3D进行数值模拟，结合修正的Archard磨损模型情况建立了叶片精锻过程的模具磨损样本数据，应用遗传算法-极限学习机（GA-ELM）模型预测模具磨损量。以模具磨损量作为输出参数，以相关的叶片精锻工艺参数作为输入参数，对模具磨损量进行预测；并结合遗传算法优化的GA-BP神经网络模型、原始ELM模型的预测结果进行对比。最后，通过Deform有限元软件分析的模具磨损量验证了GA-ELM模型预测结果的精度和可靠性。结果表明，利用GA-ELM模型预测的模具磨损量具有较高的精度，与其他算法相比具有优越性。

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卡爪多工位级进模设计

王巍, 张贺, 崔旭, 刘喜亮

锻压技术. 2020, 45(10): 137-141. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.022

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根据卡爪零件的结构特点，对其进行了冲压工艺性能分析，提出了多工位级进模的冲压设计方案。制定了23工位的排样方案。为减小零件的弯曲回弹，将弯曲工位分解为多次弯曲和校形弯曲组合的形式。在排样设计方案中采用边侧载体，设置空位保证凸模和凹模镶块的强度以及实现零件在成形过程中变形量的合理分配。介绍了多工位级进模的总体结构，成形零件采用易于更换的镶块结构，采用导正销和卸料销进行导正和卸料，选择弹性承料销进行承料，步距设置为10 mm。生产实践表明：排样方案合理，模具结构灵活、可靠，产品质量良好，满足使用要求。

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方钢锻造磨球模具设计原则及应用

闫红艳, 陈燕妮

锻压技术. 2020, 45(10): 142-150. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.023

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以方钢为坯料的磨球锻造工艺流程为主线，说明了锻圆棒和锻球两个工序中的锻件特点和模具型腔的设计原则。在锻圆棒工序中，分析了方钢锻圆棒的工艺特点、材料流动规律和锻件形状特点，以及模具的等效应力分布及失效位置等，对比了正圆形与椭球形型腔的锻件形状，总结了锻圆棒模具型腔的两个关键设计原则，并给出相应的模具型腔尺寸范围。在圆棒锻球工序中，分析了圆棒锻球的工艺特点、材料流动规律和锻件形状特点，以及模具的等效应力分布及失效位置等，总结了锻球模具型腔的两个关键设计原则，并给出锻球模具型腔尺寸的设计范围。强调了异形坯料的横截面和体积必须与相应的模具型腔尺寸匹配的原则，列举了锻件尺寸与型腔不匹配时的锻件状态。最后，补充了模具和坯料在使用中需要注意的一些问题。所提出的模具设计原则可应用于人工操作和自动化生产线。

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超声振动对TA2钛合金板材与其接触面摩擦系数的影响

高铁军, 刘少青, 王硕, 矫志辉

锻压技术. 2020, 45(10): 151-155. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.024

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基于平板滑动摩擦实验和超声振动辅助成形原理，设计超声振动平板滑动摩擦实验装置，以TA2钛合金板材为研究对象，45号钢为接触目标，分析了超声振幅、频率、接触面粗糙度及接触力等工艺参数对TA2/45号钢之间的摩擦力及摩擦系数的影响规律，得到了不同工艺参数条件下的摩擦系数以及摩擦力与滑动距离之间的变化关系。研究结果表明：施加超声振动可以降低TA2/45号钢之间的摩擦力及摩擦系数，相较于超声振幅，超声频率对摩擦系数的影响更大；同时，摩擦系数随着接触面粗糙度的减小而减小，加入一定润滑剂后效果更为显著；而在一定接触力范围内，接触力的大小对摩擦系数的影响较小。

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Mg含量对灯具冲压件用Al-Mg合金磨损性能的影响

吴珊, 柏国伟, 唐德红

锻压技术. 2020, 45(10): 156-162. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.025

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通过常温下的摩擦磨损实验，研究了Mg含量对灯具外壳等配件设计中常用的Al-Mg合金磨损性能的影响。结果表明，随着Mg含量的增加，Al-Mg合金的摩擦系数μ、磨痕深度以及磨损体积均降低，这表明增加Mg含量能显著提高Al-Mg合金的耐磨性，有利于延长灯具产品的使用寿命。然后，结合扫描电镜（SEM）和超景深三维显微系统对磨损形貌进行表征以确定磨损机理，可知：当Mg含量为3%时，Al-Mg合金的磨损机制主要是磨粒磨损；Mg含量增加至5%和7%时，Al-Mg合金在摩擦磨损过程中的磨粒磨损和粘着磨损同时存在；当Mg含量为10%时，Al-Mg合金在摩擦磨损过程中的磨损机制以粘着磨损为主。

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时效工艺对电磁成形7075铝合金组织与性能的影响

周向龙, 黄长清, 崔晓辉, 肖昂, 刘家兴

锻压技术. 2020, 45(10): 163-170. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.026

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为了探究人工时效处理时间对电磁成形7075铝合金组织及性能的影响规律，开展了电磁成形单向拉伸试样的时效处理工艺实验。对成形后的零件进行切样，通过拉伸实验、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，研究了时效时间对电磁成形7075铝合金的时效析出行为及力学性能的影响。结果表明：电磁成形产生的位错，有利于η'沉淀析出相的形核、析出及长大，随着时效时间的增加，位错密度降低，η'沉淀析出相数量减少，η沉淀析出相数量增多且尺寸增大。时效时间为9 h时，基体中同时析出了大量细小弥散的η'和η沉淀析出相，材料综合性能最优，其抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度分别为598.3 MPa、568.36 MPa、4.48%、178.3 HV。

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45CrMo高强钢Hansel-Spittle本构模型的建立及验证

殷铖

锻压技术. 2020, 45(10): 170-175. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.027

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使用Gleeble-3800热模拟实验机研究了45CrMo高强钢的高温力学行为。结果表明：在变形温度为800~1100℃、应变速率为0.01~10 s^-1下，45CrMo高强钢真实应力随着真实应变的增加而先增大后减小，即同时出现了应变硬化和应变软化效应。对不同高温变形条件下的实验数据进行拟合，获得了Hansel-Spittle本构模型的相关参数。对45CrMo高强钢高温压缩性能在硬化阶段和软化阶段的Hansel-Spittle本构模型的预测值与实验值进行对比，结果表明：相同变形温度、不同应变速率以及相同应变速率、不同变形温度下的预测值和实验值的平均相对误差仅为0.04%，验证了Hansel-Spittle本构模型及其参数的有效性和正确性，尤其适用于高温变形时具有应变软化效应的材料。

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自由锻工序对空心钢锭内部孔洞闭合规律的影响

田继红, 张铭心, 袁海伦, 史宇麟, 刘建生, 陈慧琴

锻压技术. 2020, 45(10): 176-184. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.028

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针对传统浇注工艺制备的空心钢锭内部可能存在空隙性缺陷（球形、径向管状、轴向管状和切向管状孔洞缺陷）的锻合问题，首先，基于孔洞闭合体积能量率变化的特性，建立了体积变形功率与塑性变形功率比值的孔洞闭合新判据T函数，并将其集成至DEFORM软件；在此基础上，采用数值模拟方法，分析获得了空心钢锭内部孔洞缺陷在镦粗、芯轴扩孔和芯轴拔长的自由锻工序变形过程中的闭合行为和临界压下率，验证了T函数预测孔洞闭合的有效性和准确性。结果表明，自由锻工序中，与加载压缩变形方向垂直的孔洞容易闭合、与加载压缩变形方向平行的孔洞最难闭合。空心钢锭开坯压实宜采用局部加载压缩的芯轴扩孔和芯轴拔长工序。对于当量尺寸为Φ10 mm的孔洞，加载压缩变形率达到40%即可实现孔洞完全闭合、从而达到消除孔洞和压实的效果。

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挤压与时效处理对建筑铝型材微观结构与力学性能的影响

杨洁, 卢生, 秦二丽

锻压技术. 2020, 45(10): 185-191. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.029

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采用等通道转角挤压（ECAP）和时效热处理相结合的方法制备了高强塑性建筑铝型材，研究了等通道转角挤压+时效态Al-Mg-Si合金的微观结构和力学性能的变化规律。结果表明：室温ECAP+时效处理和110~191℃ ECAP+时效处理的Al-Mg-Si合金的平均晶粒尺寸介于102~176 nm，晶粒尺寸较为细小；Al-Mg-Si合金在等通道转角挤压+时效处理过程中会析出大量的β″相和β'相；经过等通道转角挤压+时效处理后，Al-Mg-Si合金的抗拉强度和屈服强度相较于固溶态和T6态均有所增大，而断后伸长率相较于固溶态降低；随着时效温度的升高，ECAP+时效态Al-Mg-Si合金的强度和断后伸长率均呈现先增加、后减小的特征，110℃ ECAP+时效态试样具有最高的强度和较高的断后伸长率，170℃ ECAP+时效态试样具有最大的断后伸长率和较高的强度，这主要与等通道转角挤压+时效处理过程中的晶粒细化、位错强化和析出相的弥散强化作用有关。

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锻比对18Ni (250)马氏体时效钢组织及性能的影响

韩顺, 王春旭, 厉勇, 吕知清, 万奇志, 杨超

锻压技术. 2020, 45(10): 192-197. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.030

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采用金相观察、电子背散射衍射（EBSD）技术、力学性能测试研究了不同锻比下C250钢的原始奥氏体晶粒度、马氏体板条块尺寸、大小角度晶界比例等显微组织及力学性能。结果表明：锻造工艺能有效地细化C250钢的晶粒尺寸及马氏体板条块，相同工艺下未变形、晶粒度为0级的C250钢经过大锻比成形后，晶粒度细化至12级；同时，中、高锻比试样的马氏体板条块发生了显著细化，马氏体板条块平均尺寸细化至7 μm左右；随着锻比的增加，小于10°的小角度晶界的比例逐渐减少，而50°~60°的大角度晶界比例逐渐增大，小角度晶界逐渐转变为大角度晶界；C250钢的冲击韧度随着晶粒尺寸的减小而不断提高。

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Al5154合金比例加载下的硬化模型

周驰, 叶华钊, 张昆, 张赛军

锻压技术. 2020, 45(10): 198-202,208. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.031

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以汽车常用Al5154合金为研究对象，构建在单拉、纯剪切及平面应变状态下的硬化模型。通过单拉、纯剪切、平面应变实验获得力学性能实验数据，提出一种考虑不同应力状态的VTL硬化模型，即在Voce硬化模型中引入表征不同应力状态的应力三轴度T和罗德参数L，采用Isight模拟优化平台进行模型参数标定。将新模型用于数值模拟，与传统的Swift和Voce硬化模型的模拟结果进行对比与分析，结果表明：传统的Swift和Voce硬化模型能够很好地描述单拉及平面应变状态下的硬化行为，但过高估计了纯剪切状态下的硬化行为，VTL硬化模型相比于Swift及Voce硬化模型能够更好地描述3种不同应力状态的硬化行为。

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基于修正Archard模型的45钢感应淬火后磨损量计算与验证

钟流发, 刘祚时, 高秀琴, 晏美华

锻压技术. 2020, 45(10): 203-208. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.032

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为了定量分析45钢表面感应淬火热处理后对表面磨损的影响，运用JMatPro软件通用钢模块得到45钢硬度大于50 HRC时的屈服强度。对某型号变速器倒档中间齿轮轴的实际工况进行分析，建立修正Archard磨损计算模型，并将齿轮轴外圆0.2 cm深度范围内对应的屈服强度作为修正的Archard模型的强度计算值，得到不同屈服强度对应的磨损量。并经耐久台架试验验证齿轮轴实际磨损量。结果表明，实际磨损量与理论计算值误差为7.26%，证明了使用修正Archard模型计算磨损量，将感应淬火表面硬度作为整体硬度的方法是可行、有效的。此方法的应用可节省新产品的开发周期及试验成本，对类似表面硬化后的材料磨损量的计算与预测具有一定的参考意义。

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基于机器学习的大锻件拔长变形预测

张梓煜, 曾攀, 雷丽萍

锻压技术. 2020, 45(10): 209-216. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2020.10.033

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大锻件成形通常借助有限元模拟来进行研究，由于大锻件的尺寸大、工序长而导致有限元计算耗费了大量时间。因此，首先，采用有限元软件DEFORM对大锻件拔长过程进行模拟，获得成形数据，构建了19维的输入特征量和以应力、应变为输出特征量的数据集。然后，应用机器学习中的随机森林和神经网络方法对数据集进行学习，训练对应模型。最后，利用机器学习模型对一个新的拔长过程进行应力和应变分布预测，与有限元模拟结果对比后发现，这些预测结果与有限元模拟结果相近。研究表明，通过机器学习可以快速预测拔长成形结果，进而进一步分析成形质量，节省计算时间。

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