金屬成形熱力耦合模擬與模具失效機制研究

摘要：借助于Deform-3D軟件對TC11鈦合金齒輪盤的模鍛生產過程進行了熱力耦合模擬,并結合鍛件生產與模具失效的統計數據,分析了鍛模中3個易磨損區的主要失效機制。在1區,坯料與模具接觸時間較長,隨著界面傳遞熱量的增加,模腔表面發生了軟化,在高的機械壓應力作用下該區域發生了粘著磨損;在3區,因氧化物顆粒和熱機械疲勞裂紋產生的碎片滯留在鍛模表面,并伴隨著熱鍛過程的進行,碎片在模腔表面上發生密集流動,最終直接導致了鍛模表面的磨粒磨損;而在2區,其工作條件不如3區和1區惡劣,由于鍛模表面存在較大的熱應力并在機械壓應力的耦合作用下,鍛模表面發生了熱機械裂紋,但該裂紋并沒有導致鍛模材料的明顯損耗。