锻压技术

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孟德安, 朱成成, 董渊哲, 赵升吨

锻压技术. 2022, 47(4): 1-13. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.001

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振动辅助塑性成形技术是近年来振动利用工程在塑性成形领域发展起来的一门新兴边缘交叉学科，振动场与塑性力场的耦合能产生诸如材料流动应力下降的体积效应和接触面摩擦力降低的表面效应。综述了振动辅助拉拔、拉深、挤压、轧制等成形工艺原理，分析了4种典型塑性成形工艺在振动场下的宏观表现、工艺特点和研究进展。在此基础上，围绕应力叠加效应、振动软化效应、振动残余效应，对振动辅助塑性成形机理方面的研究进行了总结;基于振动减摩和振动场下摩擦模型，对振动辅助塑性成形在界面摩擦行为方面的研究进行了分析;最后，对振动辅助塑性成形技术的发展前景进行了展望。

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汽车用金属板料热成形过程中摩擦行为研究进展

邓亮

锻压技术. 2022, 47(4): 14-20. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.002

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以硼钢和铝合金板料为工件的热成形工艺在以实现汽车轻量化和提高碰撞安全性为需求的汽车制造领域的应用广泛。然而，在热成形过程中的高温、高压强的工况下，金属板料与模具之间的摩擦磨损导致板料拉毛、模具磨损和成形偏差，进而影响生产效率。近年来的国内外研究表明，在热成形生产周期内，摩擦行为受到接触界面内涂层、表面形貌和润滑效果下降等因素的综合影响。为了力求更加准确地预测摩擦行为，面向工业应用的摩擦磨损的模拟仿真正从基于接触条件的宏观层面向考虑表面情况的介观层面推进。通过回顾近些年来热成形工艺过程中的摩擦学研究，为厘清研究方向、开展下一步研究提供借鉴。

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多层板高性能冲铆连接及铆钉形状合理性探讨

赵旭哲

锻压技术. 2022, 47(4): 21-36. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.003

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简述了现代工业对轻量化板材需求的迫切性，分析了多层轻量化板材连接的传统工艺存在的不足，阐述了多层板材塑性变形连接方式中有铆钉和无铆钉两种工艺的原理和工艺过程、优缺点。主要论述了有铆钉的冲铆塑性连接工艺的发展历程、应用领域、塑性连接机理和材料塑性流动行为。重点研究了铆钉形状为杯型、软与硬圆柱型、腰鼓型、尖头螺钉刺穿型等的有铆钉冲铆塑性连接的工艺过程、连接机制及其连接性能。进一步总结了平底无铆连接、传统无铆连接、典型形状铆钉的锁铆连接、点焊、传统铆接、胶接等方式的连接质量及其特点。为工业实际中推广和应用多层板材有铆钉塑性变形连接方式奠定坚实的基础。

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涡旋盘精密模锻成形

谭群燕, 周昊奕, 丁明明, 陶惠敏, 沈铖

锻压技术. 2022, 47(4): 37-42. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.004

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以涡旋盘动盘为研究对象，基于流动控制成形技术提出在凹模中分别添加背压阻尼和分流腔的两种成形工艺方案，通过DEFORM-3D软件对两种成形工艺方案进行数值模拟和试验验证。模拟结果表明:采用背压结构，涡旋盘金属的流动性更好，但所需成形载荷较大，且凹模的等效应力和变形量较大;采用分流腔结构，所需成形载荷更小，凹模的等效应力和变形量更小，同时涡旋盘的成形效果较好。结合模拟结果，利用添加分流腔后的模具结构进行涡旋盘精密模锻成形，得到的涡旋盘质量较好，端面填充饱满，未出现折叠、裂纹、压伤等缺陷，验证了此成形工艺的可行性。

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档位齿轮预成形形状与工艺参数的复合型蜂群算法优化

郑辉, 马晓琳

锻压技术. 2022, 47(4): 43-50. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.005

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为了降低档位齿轮的成形载荷并提高锻件的合格率，提出了基于电场法和复合型蜂群算法的预成形形状与工艺参数联合优化方法。基于电场法，得到了各闭合等势线对应的备选预成形形状，同时选择压机速度、摩擦因数、坯料温度等参数作为共同优化参数，以降低成形载荷和提高填充率为目标，建立了多目标优化模型。在人工蜂群算法中引入Metropolis选择准则和复合型优化方法，提出了复合型蜂群算法的参数优化方法。经验证，复合型蜂群算法的参数优化结果好于传统人工蜂群算法。经过仿真和实际生产验证，锻压过程的最大成形载荷由1960 kN降低为1550 kN，产品合格率由91.7%提高为100%，以上数据验证了预成形形状和工艺参数联合优化方法的有效性。

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航空锻造单元数字孪生系统构建及应用

彭宇升, 孙勇, 凌云汉

锻压技术. 2022, 47(4): 51-61. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.006

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为了推动数字孪生技术在航空锻造领域的应用，促进航空锻造实现高质量、高效率和高一致性的智能化生产，通过分析和比较国内外相关机构和学者对数字孪生模型和智能制造架构的研究，从宏观的智能制造角度对数字孪生在制造领域的通用模型进行了总结和归纳。在此基础上，提出了基于数字孪生的智能航空锻造单元概念，并从内涵、特征以及组成部分3个角度对其展开论述，同时整理得到基于数字孪生的智能航空锻造单元的系统架构。最后，总结了面向航空锻造的数字孪生关键技术，并且结合实际需求，对数字孪生技术在航空锻造中的相关应用进行了探索，以期为数字孪生技术在航空锻造领域的工程应用提供参考。

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大塑性锻压道次对车用Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金组织演变的影响

高飞, 张永, 王强

锻压技术. 2022, 47(4): 62-67. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.007

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采用热处理方法制得由LPSO相组成的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金，对合金在锻压阶段出现的扭折、孪生、动态再结晶转变机制进行了分析，再根据显微组织的变化特征优化力学特性。研究结果表明:变形铸态合金组织中包括α-Mg基体及网型共晶化合物，在515℃下均匀化热处理40 h后网型共晶相在铸态合金中达到了回溶程度，在420℃下退火处理12 h后网型共晶相转变为尺寸不均匀分布的合金晶粒。1道次变形后在某些晶粒中由多个变体激发而引起孪生;2、3道次变形后，合金中形成了更多由动态再结晶晶粒构成的孪生晶粒;4道次变形后晶粒中原有的条状孪晶全部消失。通过提高锻压道次，试样获得了更高的抗拉强度与伸长率。研究发现断口发生了准解理断裂，表现为塑性特征，提高锻压道次后，形成了大量尺寸更小的韧窝，使合金的力学强度获得了明显提升。

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多向锻造机械轴承钢的组织与性能

黄东, 吴明友, 文豪

锻压技术. 2022, 47(4): 68-73. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.008

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为了提高机械轴承钢的室温及高温耐磨损性能，对GCr15机械轴承钢进行了多向锻造试验，并对比分析了锻造前及多向锻造后轴承钢的显微组织、25℃室温及350℃高温下的耐磨损性能。结果表明:与锻造前相比，多向锻造后机械轴承钢的晶粒明显细化，碳化物由粗壮的鱼骨状变为细小的三维网状，并呈弥散分布;多向锻造使机械轴承钢在室温磨损20 min后的磨损体积从31×10^-3 mm³减小至16×10^-3 mm³、高温磨损20 min后的磨损体积从54×10^-3 mm³减小至22×10^-3 mm³，机械轴承钢的室温及高温耐磨损性能均得到了显著提高。多向锻造是提高机械轴承钢的室温及高温耐磨损性能的有效途径，具有较强的工业实用性。

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锻造对12Cr2Ni4A钢棒料性能的影响

于淼

锻压技术. 2022, 47(4): 74-77. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.009

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齿轮由于原材料存在大尺寸脆性夹杂物会产生连续疲劳断裂，为了研究锻造对夹杂物的分布和材料力学性能的影响，采用了金相、冲击、扫描电镜及能谱微区分析等方法，对问题原材料锻造后的夹杂物分布、冲击性能、断口形貌等进行了分析，并与正常原材料进行了比对。结果表明:经过锻造，夹杂物的分布明显改善，条状夹杂物已破碎，未见大尺寸超标夹杂物，夹杂物呈弥散分布，评级符合标准要求;材料的横向冲击性能改善效果显著，提升幅度达到75%。经试验和分析得出:经锻造后，棒料的夹杂物分布和冲击性能已达到正常原材料的水平，可满足齿轮的使用要求。

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基于曲率差的回弹评价方法及其应用

张赛军, 宋世光, 王一帆, 刘进军

锻压技术. 2022, 47(4): 78-83,149. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.010

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针对板料在常温下冲压成形时回弹较大，且现有的评价方法无法判断回弹发生的具体位置而难以准确指导修模的问题，提出一种基于曲率差的回弹评价方法来表征冲压零件回弹，可以准确地显示零件回弹发生的具体位置。首先，采用GOM ATOS Core光学三维扫描仪获取冲压件回弹后的型面，以凸模型面作为冲压件回弹前的型面，再通过MeshLab软件将连续曲面离散为点云。然后，通过多层次B样条插值算法(MBA)将离散的点云拟合成曲面，计算每一点的平均曲率，并以回弹前后的曲率差值来表征回弹大小。最后，将该方法用于某汽车铝合金制成的前风窗下横梁和前防撞梁冲压件的整形阶段，根据冲压件回弹前后的曲率差修正模具型面，并采用位移法对比模具修正前后的零件回弹量。结果表明:前风窗下横梁的正负最大位移分别从+1.415和-2.508 mm减小为+0.707和-1.263 mm;前防撞梁的最大负位移从-3.574 mm减小为-0.801 mm，回弹量明显减小，满足其尺寸偏差要求。说明基于曲率差的回弹评价方法，可以准确地找到回弹发生的部位，并有效地指导回弹补偿工作。

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汽车铝合金天窗加强板冲压回弹控制

薛颖, 陈青山, 黄瑶, 王雷刚

锻压技术. 2022, 47(4): 84-90. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.011

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针对铝板冲压回弹严重的问题，以某汽车铝合金天窗加强板零件为例，研究了减少回弹的措施。首先，对该零件进行工艺分析，初步确定冲压工序;然后，借助同步工程的理念，对回弹较为严重的零件特征进行优化，最终确定冲压工序为OP10落料，OP20拉延，OP30切边和冲孔，OP40切边和冲孔，OP50切边和整形;其次，利用AutoForm软件进行全工序模拟，分别进行整体和局部回弹补偿，使得产品回弹后的尺寸满足公差要求;最后，基于板料流入量进行模具调整，利用调压垫片，控制板料流动性，减少回弹。最终生产表明，同步工程、回弹补偿和调整板料流入量这三者相结合能够有效地减少铝板回弹。

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夹钳数量对双曲顶件拉伸成形的影响

程艳艳, 刘祥玲, 王鑫, 索忠源, 姜峰, 吕海波

锻压技术. 2022, 47(4): 91-94. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.012

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利用有限元软件ABAQUS，以双曲顶件为研究对象，建立不同夹钳数量下的拉伸成形有限元模型，分析夹钳数量对板料成形效果的影响。结果表明:拉形力相同时，随着夹钳数量的增加，板料的成形性更好。整体夹钳和5个夹钳拉伸成形的板料均未完全贴模，后者的贴模程度优于前者;10个和15个夹钳的拉伸成形板料完全贴模，后者得到的成形件的应变、厚度分布比前者更均匀。在柔性拉伸成形装置上进行双曲顶件成形试验，试验结果与数值模拟结果相吻合，验证了双曲顶件柔性拉伸成形的可行性和数值模拟的准确性。

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可减少排样方式数的二维下料顺序启发式算法

谢东刚, 吕连, 邓国斌, 唐伟萍

锻压技术. 2022, 47(4): 95-100. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.013

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讨论矩形件二维下料问题，将板材成本最小作为主要优化目标，将排样方式数最少作为辅助优化目标。提出一种可减少排样方式数的下料算法。该算法基于顺序启发式框架，按顺序逐个产生排样方式满足剩余矩形件的部分需求量，直到矩形件的所有需求量均得到满足为止。它采用一种分组技术选择可用来生成下一个排样方式的矩形件，用这些矩形件生成下一个排样方式后根据顺序价值校正方法调整矩形件的价值，其中每个排样方式均采用动态规划程序生成。将本文下料算法与两种文献算法进行对比，实验结果表明，本文下料算法使用的板材面积比文献算法分别节省了1.12%和0.89%，排样方式数比文献算法分别减少了45.56%和30.79%，且计算时间与文献算法接近。

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基于改进MRF的冲压件轮廓缺陷图像分割算法

吕宁, 肖剑, 高健, 欧阳雪峰, 罗忠洁

锻压技术. 2022, 47(4): 101-109. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.014

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针对冲压件在生产过程中产生的表面缺陷视觉检测问题，提出一种改进的马尔可夫随机场图像分割算法。首先，应用基于像素的马尔可夫随机场算法，获取像素特征，提取基于像素的似然函数。采用随机区域合并算法获得区域特征，提取基于随机区域合并的似然函数。利用最大梯度算法获得图像的边缘特征，提取基于边缘的似然函数，用以恢复随机区域合并过程中丢失的边缘信息。融合3种似然函数，根据能量最小准则，实现图像分割。通过与传统图像分割方法的对比实验，验证了该算法的有效性。实验结果表明，改进算法可实现冲压件图像的精准分割，应用效果较好。

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考虑成形损伤的DP980钢板GISSMO失效模型开发及试验验证

陈自凯, 张骥超, 徐晨阳

锻压技术. 2022, 47(4): 110-118. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.015

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以第3代超高强钢DP980为研究对象，设计6种特征拉伸试样来获取不同的应力状态，以及应变路径下的极限应变，开发GISSMO失效模型并完成试样级别的仿真标定，同时基于单向拉伸试样的对标获取网格尺寸修正系数。以理论推导的方式计算帽形梁的折弯损伤，确定折弯半径，设计帽形梁准静态三点弯曲试验和帽形梁动态轴向压溃试验，基于已开发的GISSMO失效模型，利用DYNA完成帽形梁折弯仿真并获取折弯后的初始损伤，最后引入初始损伤并完成试验的仿真对标。结果表明，考虑初始损伤后，GISSMO失效模型的仿真结果与试验结果更吻合，表明在发生较大的加工初始损伤时必须考虑成形初始损伤。

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波纹曲面冷压对7050铝合金带筋厚板残余应力的影响

李晨, 张新全, 向阳, 袁武华

锻压技术. 2022, 47(4): 119-125. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.016

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通过淬火、冷压试验和有限元模拟，研究了波纹曲面结构对7050铝合金带筋厚板淬火、冷压后消减残余应力的影响规律，分析了变形量、波纹方向及波纹形状对冷压后残余应力消减效果的影响。结果表明，波纹曲面结构对淬火残余应力分布的影响不明显，冷压后残余应力得到了较大消减。随着变形量的增大，筋条及试样两侧棱位置的压应力区面积及应力值下降，波谷位置的应力值逐步增加;受筋条对金属流动的影响，宽度方向波纹比长度方向的波纹更有利于冷压后残余应力的消减;瓦楞式波纹残余应力的消减效果优于对称式波纹，整体分布更加均匀。从研究结果可知，宽度方向采用瓦楞式波纹结构，冷压变形量为3%时，7050带筋铝合金厚板可以得到较好的残余应力消减效果。

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大径厚比薄壁变曲率构件充液拉深成形技术

周永新, 冯苏乐, 杨学勤, 徐永超

锻压技术. 2022, 47(4): 126-133. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.017

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为提高大径厚比变曲率薄壁件的成形质量，对充液拉深技术开展了分析，利用CAE技术和试验相结合的方法，分析了充液拉深过程中材料变形机理和工艺参数的影响规律。为成形良好产品，分析了板料尺寸、液室压力及圆角半径等参数对成形的影响，并通过试验得到优化的工艺参数，同时设计了带α角的分体模具结构，实现了降低压边力、减小起皱风险、减少液体容积的有益效果。结果表明，当板料尺寸为Φ1250 mm，液室压力为5~7 MPa，圆角半径为30 mm时，成功研制了变曲率构件并通过了尺寸检验，产品的外形尺寸精度由0.8 mm提升至0.4 mm，并降低了零件的减薄率，为薄壁构件精密制造水平的提升提供了技术支持。

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某轻卡后下防护热辊弯轻量化方案设计与开发

陈仙风, 石磊, 王振岩

锻压技术. 2022, 47(4): 134-140. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.018

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设计了某轻卡后下防护热辊弯全管状结构方案，实现轻量化30.2%。根据静态加载试验要求，建立仿真评估模型，并试验验证仿真模型的准确性。基于试验结果建立仿真模型，并比较了原设计方案与热辊弯优化设计方案的各个使用性能。采用热辊弯工艺进行横杆和各支架管的样件试制，获得抗拉强度大于或等于1500 MPa的管件;在热辊弯加热弯曲状态下实现支架管弯曲半径为2d的小半径弯曲且不起皱，并通过两件拼接加工提升了材料利用率及加工效率。研究结果表明:热辊弯管状结构适用于后下防护，其结构简单、通用性强、制造流程短，具有材料与工艺综合成本低的技术优势。

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带侧枝复杂铝合金构件包络成形工艺分析与金属流线模拟

冯玮, 金晁翼, 邓加东

锻压技术. 2022, 47(4): 141-149. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.019

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针对带侧枝复杂铝合金构件的几何特点，提出采用包络成形工艺成形该零件，并利用DEFORM-3D软件模拟了其成形过程，分析了等效应变和成形载荷变化特点，并通过DEFORM-3D软件的Flownet功能模拟了该构件包络成形过程中金属流线分布和演变特点，最后通过工艺实验进行了验证。结果表明:带侧枝复杂铝合金构件包络成形过程中，构件上的凸台、侧枝、飞边等结构在包络模和凹模的作用下逐渐成形，构件右侧半圆锥形部分为大变形区，左侧圆柱形部分为小变形区;构件成形载荷在包络成形阶段随着成形时间的增加呈周期性波动，在包络模保压整形阶段，成形载荷随着保压时间的增大，先逐渐减小，然后呈稳定的周期性波动;构件中间区域和右侧半圆锥形区域的金属流线变化较大，凸台处的金属流线存在穿流、涡流和回流现象。通过比较，该构件包络成形的模拟结果与实验结果一致。

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基于Taguchi方法和PSO算法的强力旋压参数分析与优化

王全景, 汤爱君, 赵文波

锻压技术. 2022, 47(4): 150-155. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.020

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以强力旋压工艺加工的筒形件为研究对象，首先，利用Taguchi方法分析了旋轮成形角、减薄率、进给率、主轴转速和旋轮圆角半径对三向旋压力的影响，得到以下结果:对轴向旋压力的影响程度的大小顺序为主轴转速>旋轮成形角>进给率>旋轮圆角半径>减薄率;对径向旋压力的影响程度的大小顺序为主轴转速>进给率>旋轮成形角>减薄率>旋轮圆角半径;对切向旋压力的影响程度的大小顺序为主轴转速>旋轮成形角>进给率>减薄率>旋轮圆角半径。然后，以壁厚差作为优化目标，利用PSO算法对主轴转速、旋轮成形角和进给率的参数值进行优化，获得了较优的参数值组合，并与旋压试验结果进行对比，结果表明，所提方法能够有效地提高利用强力旋压工艺加工筒形件的精度。

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空心铝挤压型材焊合扩口试验失效分析

秦曾, 辛荣, 王宇, 李浩, 王力华

锻压技术. 2022, 47(4): 156-161. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.021

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通过成分检测、金相测试、横向拉伸测试及扫描电镜观察，对铝合金地板空心挤压型材焊合扩口试验失效的原因进行分析。根据分析结果得出:空心铝挤压型材焊合扩口试验失效的主要原因为焊合位置存在粘结界面，粘结界面与铝合金基体组织不连续。在扩口试验的外力作用下，在粘结界面与铝合金型材组织观察不连续处萌发裂纹，引发扩口试验失效。扩口试验的失效位置与正常位置处的横向拉伸试验的结果表明，抗拉强度、屈服强度下降明显，伸长率降低至2.3%，低于要求值8%;拉伸试样的断口齐平，为典型的脆性断裂。扩口试验失效处横向拉伸断口的宏观形貌表现出层状、不连续现象，通过SEM观察可知，焊合扩口试验失效处无韧窝特征，存在明显的裂纹及空腔。

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玉米秸秆复合颗粒饲料致密成型特性的离散元仿真

那日苏, 李帅, 李鑫, 贾开发, 张伟国

锻压技术. 2022, 47(4): 162-169. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.022

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为研究玉米秸秆复合颗粒饲料成型过程的特性与影响因素，通过离散元软件EDEM，基于Hysteretic Spring接触模型，对玉米秸秆复合颗粒饲料致密成型过程进行模拟，分析了不同因素(锥口角度、粒径大小和压制速度)对成型质量与能耗的影响，对压制过程中物料的流动状态进行了追踪，并开展压缩实验对仿真数据与实验数据进行对比和验证。结果表明:成型饲料的品质随着锥口角度的增大而提高，同时比能耗更大;增大粒径，可以降低成型过程的比能耗，但是成型饲料的品质会随之降低;随着压制速度的增大，成型饲料的质量变差，比能耗变大。成型过程中，物料间的相对流动性较差，应提高饲料压制前的均匀程度。在显著性水平α=0.05的条件下，仿真数据与实验数据间无显著性差异，验证了仿真的准确性与可行性。仿真结果可为玉米秸秆等复合颗粒饲料致密成型技术的发展提供数据参考。

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汽车曲轴热锻模焊锻复合电弧熔丝自动增材制造工艺

洪小英, 肖贵乾, 权国政

锻压技术. 2022, 47(4): 170-175. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.023

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为了提高曲轴模具的服役寿命和降低再制造成本，提出了焊锻复合电弧熔丝自动增材制造工艺，并开发了相应的软件和硬件系统。在该工艺中，曲轴模具的增材目标模型被分层切片和轨迹规划，并将锤击轨迹和焊接轨迹重合从而将每一道焊缝均进行焊后锤击。锤击分析表明，焊后锤击能够将焊缝残余拉应力矫正为残余压应力，提高焊缝的力学性能。自动增材制造工艺中模具被随形增材，而人工修复模具则采用满焊工艺，因此，自动增材制造工艺能够大幅节省材料大约50%以上，降低焊接时间50%以上。在服役8000件后，自动修复模具的压塌区域和压塌量显著少于人工修复模具，此外表面微裂纹的数量也得到了大幅降低，使得模具的服役寿命大幅提高。

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挤压道次对真空电弧重熔Mg-22Nd-15Al-8Zn-1.5Y合金组织及性能的影响

张丹丹, 杨泽华, 陈冲, 张恩平, 孙菊

锻压技术. 2022, 47(4): 176-180. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.024

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选择真空电弧重熔工艺制备Mg-22Nd-15Al-8Zn-1.5Y合金，镁合金作为基材，通过挤压工艺在镁合金基体中加入Mg-Nd中间合金，并分析挤压道次对其组织结构与力学特性的影响。研究结果表明:当挤压道次达到5时，在镁合金组织内已观察不到大晶粒，产生了许多尺寸很小的第二相颗粒;经过多次挤压变形处理后，在挤压方向出现了明显的塑性流动，形成了具有明显纤维形态的组织;合金组织的晶界区域形成了许多尺寸较小的Mg-Nd中间合金，表现为团簇状态，对晶界可以发挥良好的钉扎效果，使位错运动受到明显抑制，从而获得更高的力学强度;对试样进行5道次挤压后，拉伸强度增大至322 MPa，伸长率变为7.3%，获得了更优的力学性能;挤压过程中，一些中间合金颗粒发生了破碎，并在高密度位错部位发生形核，能够抑制再结晶晶粒生长。

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大型带筋薄壁圆管铝型材挤压成形数值模拟

王少华, 刘惠, 陈宗强, 王海龙, 李占强, 陈良

锻压技术. 2022, 47(4): 181-189. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.025

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以某大型带筋薄壁圆管铝型材为研究对象，建立了大型带筋薄壁圆管铝型材穿孔针挤压成形有限元数值模型。基于数值模拟结果，开展了导流室轮廓和工作带长度优化。研究结果表明，大型带筋薄壁圆管铝型材存在材料流速、断面温度极不均匀的问题，型材筋部的材料流速极快，最高达到了724 mm·s^-1，而型材圆弧部分的流速很慢，最低仅为3.079 mm·s^-1。导流室轮廓经过优化后，材料流速的控制范围为20.40~59.23 mm·s^-1，断面的温度范围为500.8~518.3℃，显著地改善了材料流速和温度分布的效果。工作带长度经过优化后，材料流速和断面温度均匀性得到了进一步的提高，材料流速控制范围为25.76~44.40 mm·s^-1，断面的温度范围为504.5~517.5℃，获得了较为理想的材料流速与温度分布均匀性。

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基于比例损失去噪自编码器的冷连轧轧制力预测分析

张海霞, 李灿

锻压技术. 2022, 47(4): 190-194. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.026

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为了更加精确地预测冷连轧轧制力，设计了一种通过分层提取和目标相关特征来实现的比例损失堆叠去噪自编码器。首先，通过堆叠去噪自编码器(SDAE)构建深度网络并在SDAE顶层中加入输出层;然后，通过部分有标签样本实现网络权重变量的调节;最后，按照设定目标参数调节深度网络变量，从而降低网络预测值和目标值的偏差。本方法通过在训练过程加入目标值信息实现了特征提取有效性的显著提升，具有很好的预测稳定性。通过试验测试本算法，其预测结果在±3%误差内，可以满足实际生产控制要求。本算法能够从输入层内找到和目标值关联的特征，在预训练阶段完成目标值的整合。相比其他预测算法，本算法获得了很小的预测误差，能够更快完成收敛，表现出了更优的预测精度和效率。

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阀控负载敏感系统流量前馈PID控制及压降仿真分析

牛瑞利, 邱益, 王博

锻压技术. 2022, 47(4): 195-199. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.027

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为了提高阀控负载敏感系统的控制精度，采用伺服电机与变量泵构建泵源，实现对液压泵转速与流量的同步调节，提升系统的稳定性。在给出负载敏感系统数学模型和位置环控制方法的基础上，对负载敏感系统特性进行分析。利用AMESim建立了以转速调节方式实现的负载敏感系统仿真模型，验证了控制方法的准确性。研究结果表明:在泵控子系统内设置流量前馈后，能够有效地降低节流口的压降波动性。在存在流量前馈的条件下，系统的跟踪误差降低，可见设置流量前馈后能够降低节流口的压差波动，使系统达到更高的位置跟踪精度。系统节流口压降达到了与压力指令相近的状态，总体表现为节流口压降增大后，位置误差减小。随着压差指令的下降，系统获得了更高的能效。

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基于动态摩擦和分段刚度的热轧机水平振动行为分析

王运涛, 王磊, 田杰宇

锻压技术. 2022, 47(4): 200-206,226. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.028

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考虑工作辊振动时轧制界面间摩擦力的变化状态，以及工作辊水平方向轴承座撞击牌坊的情形，建立了相应的动态摩擦模型和分段刚度模型，并基于此建立了热轧机水平方向非线性振动模型。研究了线性阻尼项、动态摩擦力三次非线性项、分段刚度项以及外扰幅值变化下热轧机水平振动系统的幅频特性。最后，研究了外扰力变化下热轧机振动系统的分岔行为，发现外激幅值的变化可以使振动系统进入混沌状态，并且存在倍周期分岔通向阵发性混沌和混沌运动等显著现象，这正是引起带钢呈现明暗相间条纹的原因之一。上述研究内容为抑制热轧机辊系振动和参数的优化提供了理论依据。

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基于屈服模型的连轧锥形工作辊轴向窜动调控及应用

于志刚, 王亮亮, 王小龙, 谭涛

锻压技术. 2022, 47(4): 207-211. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.029

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为了提高连轧锥形工作辊轴向窜动的控制精度，在设置的机架间轧后屈服模型的基础上完成机架的同步计算过程，建立了基于屈服模型的工作辊轴向窜动调控方案。在现场对模型精度进行了验证测试，确定了窜辊边降调控的功效参数。通过影响函数法计算出辊系弹性变形程度，获得出口断面和伸长率差值，利用轧后屈服模块计算得到轧后屈服断面，判断残差低于3μm时完成迭代过程。通过模型验证得到，位于边降区15~115 mm范围内的断面的计算误差均在3μm以内，最大误差出现在距离带钢边部0~15 mm的范围内。通过工业应用得到，第2机架实现对边部特征点的最优调控功效，在逐渐提高窜辊量的过程中，第1、2机架的功效降低，而第3机架的功效增大到最高。选择单点控制策略时，可以获得明显的边部效果，实现了长期稳定运行。

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基于加权分析法的车用铝合金防护罩热锻模具磨损分析

罗海英, 陈海军

锻压技术. 2022, 47(4): 212-217. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.030

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以车用铝合金防护罩为研究对象，针对成形过程中的模具磨损问题进行了研究。首先，基于Archard修正模型，采用Deform-3D软件对热锻过程进行了建模仿真，分析了凸凹模的磨损情况，出现了凹模磨损远大于凸模磨损的现象;其次，以坯料温度、模具温度、凹模硬度、锻压速度以及摩擦因数为研究因素，进行了正交试验仿真，并以凹模的磨损深度及凹模承受的载荷为优化目标，采用加权分析法结合极差分析法，获得了最佳锻造工艺参数组合，结果显示优化后的凹模的寿命提高了50.9%;最后，通过生产试验对模拟结果进行了验证，验证结果表明凹模的实际寿命与模拟结果较为接近，有限元模拟能应用于模具寿命的研究。

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热成形模具冷却系统流量分配均匀性研究

吉日格勒, 孙福臻, 张泉达, 刘子知

锻压技术. 2022, 47(4): 218-226. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.031

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针对热成形模具复杂并联管路冷却系统的流量分配均匀性问题，通过建立某车型前防撞梁热成形模具冷却系统模型，利用STAR-CCM+软件对冷却系统的流量分配进行数值仿真分析，研究管路长度和进口流量对冷却系统管路流量分配的影响，并利用模具冷却系统流场状态检测平台进行验证。结果表明，流场分布的模拟结果和试验结果一致。管路长度和进口流量对管路流量分配的影响较大:管路长度差异越大，冷却系统流量分配均匀性越差;随着进口流量的增大，流场流量分配均匀性变差。相较于模拟仿真结果，检测平台可以更好地反映流场的分布。此外，通过检测平台可以测得冷却系统的最大进口流量，前防撞梁模具冷却系统进口流量的最大值约为19 m³·h^-1。

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T6热处理对6061铝合金大型锥筒形件的力学性能及组织的影响

白雪智, 李国俊, 李碧聪, 李旭斌, 张治民

锻压技术. 2022, 47(4): 227-234,241. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.032

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研究了T6热处理对成形后6061铝合金构件组织和力学性能的影响。在经过不同的T6热处理后，通过电子拉伸实验研究构件力学性能的变化规律，利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对热处理温度和时间对组织结构的影响进行分析。结果表明，固溶处理的合金中存在β-Al₅FeSi和Mg₂Si相。固溶处理温度和时间对合金的拉伸性能及塑性有显著影响。随着固溶温度及时间的增加，在560℃固溶4 h时抗拉强度及塑性最好，分别为211.62 MPa和和38.3%;相对于人工时效保温时间，人工时效温度对合金的拉伸性能及塑性的影响更大，在170℃人工时效10 h时力学性能最好，屈服强度和抗拉强度分别为145.26和363.30 MPa，伸长率为18.32%。

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合金钢高温防护涂料的研制及性能

冯驰, 王建峰, 段素杰

锻压技术. 2022, 47(4): 235-241. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.033

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针对合金钢在高温下出现的氧化、脱碳，以及由其造成的钢材制造过程中材料利用率降低、钢材主要性能下降的现象，提出在热处理、锻造、轧制等热加工前，在合金钢表面施加保护涂层。同时，讨论了合金钢高温防护涂料的研制过程、作用机理及性能。合金钢高温防护涂料在高温下会迅速烧结致密，并与钢材紧密结合，隔绝氧气，同时防止合金钢内部的碳元素溢出，达到在600~1250℃高温下防氧化、防脱碳的效果，而在1200℃及以上温度的长时间加热过程中，可将合金钢的氧化烧损减少至0.3%以下，脱碳层厚度减少至200μm以下。在热历程后，防护涂层具有可控的自剥落性能，可满足不同工艺的要求。

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A356铝合金的高温流变行为及本构模型研究

曾胜, 常海平, 张金, 王锐, 罗文哲

锻压技术. 2022, 47(4): 242-248. https://doi.org/10.13330/j.issn.1000-3940.2022.04.034

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A356铝合金的高温流变特性和本构模型对其应力状态起着重要的作用，为铝合金流变成形过程的有限元模拟奠定了重要的基础。从A356铝合金轮毂铸造坯料上制取拉伸试样，利用Instron 3369型实验机进行等温拉伸实验，实验温度为300~375℃，应变速率为0.001~0.1 s^-1。由此得到的真应力-真应变曲线表明，温度和应变速率等热力学条件对材料的流变应力的影响显著。基于真应力-真应变曲线，建立了基于位错密度理论的物理模型来表征不同热力学条件下的流变应力。将模型预测值与实验值进行对比，并进行误差分析。结果表明，所建立的物理模型能够较准确地预测A356铝合金的高温拉伸流变行为。

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刊出日期：2022-04-25

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