精密成形工程

作者：王飞, 未欣悦, 邵斌, 宗影影

单位：1.中国航发哈尔滨东安发动机有限公司,哈尔滨 150066; <br>2.哈尔滨工业大学,哈尔滨 150001

关键词：10CrNi2Mo3Cu2V钢,微观组织,精密锻造,有限元仿真

基金：金属成形技术与重型装备全国重点实验室开放课题（S2308100.W11）

目的 系统开展了10CrNi2Mo3Cu2V齿轮钢的热变形研究,以明确10CrNi2Mo3Cu2V钢的热锻温度区间,指导齿轮轴的精密锻造成形。同时以复杂齿轮轴锻件为成形目标,研究了成形工艺参数和坯料直径对成形件质量的影响,为相关锻件的精密锻造提供指导。方法 采用100 t压力机进行热压缩,以模拟锻造情况,分析不同温度对热变形组织的影响。采用Axio Observer型蔡司显微镜和SU5000场发射扫描电子显微镜,分析了晶粒尺寸、晶体取向和Schmid因子等热变形组织。采用Deform-3D软件进行精密锻造有限元仿真,采用5 000 t压力机进行实际齿轮锻造成形。结果 当温度大于等于1 150 ℃时,出现明显粗晶组织,晶粒尺寸超过200 &#x003bc;m,当温度为1 120~1 130 ℃时,热变形组织均匀且细小,当温度小于等于1 100 ℃时,其成形所需吨位迅速增加,且微观组织变形均匀性变差。齿轮轴精密热成形有限元仿真和实际成形研究结果表明,当坯料直径为170 mm和180 mm时,均能实现良好成形,锻件应变场分布更均匀,并实现了复杂结构齿轮轴的精密成形,成形质量良好。结论 1 120~1 130 ℃为10CrNi2Mo3Cu2V齿轮钢最佳的热变形温度区间,针对本文的齿轮轴,并结合原始坯料尺寸,确定最佳的坯料直径为180 mm。

来源：2025年第11期

《精密成形工程》期刊编辑部

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