基于圆环压缩实验方法的FV520B坯料与QT600-3模具高温摩擦系数的测定.pdf
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1、应用研究模具制造 2023年第11期基于圆环压缩实验方法的FV520B坯料与QT600-3模具高温摩擦系数的测定沈伟涛1,翟武艺2(1.西安航空计算技术研究所,陕西西安 710068;2.西安陕鼓动力股份有限公司,陕西西安 710049)【摘要】通过圆环压缩实验方法对FV520B坯料与QT600-3材质在700、800、900时的摩擦系数进行了测定。通过FORGE仿真软件模拟圆环压缩实验获得的数据绘制了校准曲线,并进行了FV520B圆环与QT600-3砧板的压缩试验,将实验获得的数据与校准曲线进行了对比获得最终的结果:700时摩擦系数介于 0.20.25,800时摩擦系数介于 0.250.3,
2、900温时摩擦系数介于0.30.35。关键词:圆环压缩实验;摩擦系数;FV520B;热压成形中图分类号:TG230.2;TB357.5 文献标识码:BDOI:10.12147/ki.1671-3508.2023.11.050Measurement of High Temperature Friction Coefficient Between FV520B Billet and QT600-3 Die Based on Ring Compression Experiment MethodShen Weitao1,Zhai Wuyi2(1.Xian Aeronautics Computing T
3、echnique Research Institute,Xian,Shanxi 710068,CHN;2.Xian Shaangu Power Co.,Ltd.,Xian,Shanxi 710049,CHN)【Abstract】In this paper,the friction coefficient between FV520B billet and QT600-3 material at 700,800 and 900 was measured by ring compression experiment.FORGE simulation software is used to simu
4、late the data obtained from the ring compression experiment to draw the calibration curve,and the compression test of FV520B ring and QT600-3 cutting board is carried out.The experimental data is compared with the calibration curve to obtain the final result:The coefficient of friction is 0.20.25 at
5、 700,0.250.3 at 800,and 0.30.35 at 900.Key words:ring compression experiment;friction coefficient;FV520B;hot pressing forming1 引言FV520B不锈钢是一种具有较高的强度、高硬度且具有良好的耐腐蚀性能和焊接性能的马氏体不锈钢,当前在离心压缩机的叶轮中得到了广泛应用1。对轮盘轮盖叶片分开生产后拼焊成形的叶轮,叶片采用热压成形工艺生产,为了制订合理的热压工艺或者对原有工艺进行改进升级,常常需要进行仿真分析进行辅助工艺设计2。在工艺仿真中,各项参数合理的选择决定了仿真结果的准
6、确性,其中成形中坯料与模具的摩擦系数已经被证明会对冲压成形叶片的型面精度有着重要的影响3。摩擦系数会随着温度的变化而变化4,因此,准确测定坯料与模具的摩擦系数并作为仿真分析的输入的参数十分必要。在本文中,叶片热压成形所用的模具材料为冲压模具中广泛应用的球磨铸铁QT600-35,叶片热压时加热温度通常在700900,为了使叶片热压工艺仿真的结果更为准确,需要测定 700、800、900 3 个温度测定 FV520B坯料与 QT600-3 模具的摩擦系数,并将最终的结果导入仿真模型中。摩擦系数的测定通常有多种方法,其中圆环镦粗法在本文研究的变形量范围内对摩擦系数的测定经研究是更准确的6,因此本文采
7、用圆环压缩法。160应用研究模具制造 2023年第11期2 圆环压缩实验测摩擦系数的方法把一定尺寸的圆环试样放在平砧上压缩时,由于圆环与砧面的摩擦系数不同,会在圆环内部形成一个半径为Rn的分流面,该面以内的金属质点向中心方向流动,该面以外的金属质点向外流动,变形后的圆环内径缩小,外径扩大,如图1所示。因此,可以利用可以用压缩后的圆环内外径变化估计Rn的位置从而确定摩擦系数。(b)D0d0RnHH0 (a)D0d0HH0图1 压缩时金属流动图a较小时 b较大时依据以上原理,可以先绘制得到工件和模具之间的校准曲线,然后将圆环压缩实验测得的内外径变化数据与校准曲线对比,从而得到摩擦系数7。校准曲线是
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