粉末冶金国家重点实验室学委会委员美国德州大学客座教授湖南省金属学会粉末冶金学术委员会主任北京市先进粉末冶金技术与材料重点实验室学术委员会委员教育部铝合金强流变技术与装备工程中心学术委员会副主任中国有色冶金学会材料科学学委会会员粉末冶金材料科学与工程杂志编委中国金属学会粉末冶金分委会委员 1.高性能铝合金及铝基复合材料2.涂层硬质合金3.新型电池材料4.纳米粉末及其材料5.新能源材料 近五年承担主要科研项目（15项）1) 超强铝合金耐蚀多相微结构的调控与作用（2005CB623704）（国家铝973项目第4课题，组长）（390万，2005.10-2010.12）2) 高模量高导热低膨胀金属基复合材料浸渗制备技术研究（KKPT-04-22ZD）（国家军工配套重点项目，负责， 350万， 2005.1-2008.12）3) 新型炮架铝合金研制(413-12020-205)（总装备部国防预研项目--炮架铝合金子课题，负责160万，2001－2005年4) AL-Zn-Mg-Cu系铝合金高温预析出韧化及机理（50471057）（ 国家自然科学基金项目，负责, 25万,2005.1-2007.125) 高强耐磨天线杆用铝合金管(MKPT-03-148)（国防科工委军工配套项目，负责）（120万， 2003－2005年）6) 锂合金负极材料研究（MKPT-05-208）—海水电池用锂合金负极材料研究子课题（国防科工委军工配套，负责, 47万,2005.8-2007.8）7) 模板组装磁性纳米线阵列及复合涂层的吸波性能研究(2003AA305940) （国家863项目, 70万, 2003－2006年，由兰州大学和中南大学共同承担, 任项目副组长、中南大学小组组长）（中南大学经费35万，）8) 超强铝合金中多元共格弥散相的形成与作用（教技[2006]102号）（教育部国防预研基金，30万元，负责，2006.1－2007.12）9) 梯度结构硬质合金的制备机理及应用理论基础的研究(50323008) (国家基金委优秀重点实验室专项，100万(本人经费15万)，排名3，2003－2006年)10) 特种粉末冶金材料应用基础研究（50721003）（国家自然基金委创新群体项目，参加，排序7）（500万（本人经费30万) 2008.1-2010.12）11) 新型强韧化热处理技术研究（2007BAE38B00）（国家科技支撑项目，35万，2008－2010年，负责)12) 7B50（7150）厚板、挤压材研制JPPT-G2008-2-1-3（国防科工委大飞机专项，30万，2009－2012年，负责)13) 大型复杂构件整体/局部塑变成形与晶体缺陷组态调控（2010CB731701）（国家973项目“航空航天用高性能轻合金大型复杂结构件制造的基础研究” 第1课题，2010-2015年，中南大学负责人，400万）14) 高效可转位刀具系列及超硬刀具（2009ZX04012-021）（国家重大专项“高档数控机床与基础制造装备”2009-2011年，中南大学负责人，75万）15）车载制氢材料 前期973项目（100万，参加，中南大学负责人，）2010-2013年 近五年申请专利17项，授权5项1. 陈康华, 黄兰萍, 罗丰华, 铝基钨酸锆颗粒复合材料的制备方法, （2007年授权）2. 陈康华, 黄兰萍, 方华婵，张茁, 抗再结晶Al-Zn-Mg-（Cu）合金，（2009年授权3. 陈康华,方华婵，张茁,祝昌军，黄兰萍, 高强高韧耐蚀Al-Zn-Mg-（Cu）合金，ZL（2009年授权）4. 陈康华，方华婵，张茁，祝昌军. 含钕或镝抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）（2010年授权）5. 陈康华，肖代红，巢宏，一种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的三级固溶热处理方法，中华人民共和国国家知识产权局（专利）,（2010年授权）6. 陈康华，方华婵，张茁，祝昌军，黄兰萍. 一种抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）,9. 陈康华，方华婵，张茁，祝昌军. 含镨抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）10. 陈康华，方华婵，张茁，祝昌军. 含钆抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）11. 陈康华，方华婵，张茁，祝昌军. 耐应力腐蚀Al-Zn-Mg-(Cu)合金及其制备方法.中华人民共和国国家知识产权局（专利）,12. 陈康华，张茁，方华婵，周年润. 铝合金细化剂及用该细化及制备的铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）,13. 陈康华，张茁，方华婵，周年润. 含铌抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）14. 陈康华，张茁，方华婵，周年润. 含铌和镱抗再结晶耐蚀铝合金.中华人民共和国国家知识产权局（专利）15. 陈康华，张子岩、方华婵、彭国胜，一种提高抗析氢腐蚀性能的锂水一次电池用锂合金负极材料，中华人民共和国国家知识产权局（专利）16. 陈康华，彭国胜，陈送义，Al-Zn-Mg-Cu系合金的固溶热处理方法及用该方法处理的铝合金，中华人民共和国国家知识产权局（专利）17. 陈康华，祝昌军，方华婵，彭国胜，一种用于制备碳化硅粉末烧结多孔体的组合粘结剂及使用方法，中华人民共和国国家知识产权局（专利） 1、国家科技进步奖一等奖,排名第五, “铝资源高效利用与高性能铝材制备的理论与技术”，（2007年）。2、中国有色金属科技三等奖，中国有色协会，排名第一，“坦克涡轮增压器及汽车空调压缩机叶轮用铝基材料”，（2006年）3、湖南省“芙蓉学者奖励计划”特聘教授，（2005年）4教育部新世纪人才（2004年） 至2013年，指导硕士研究生8名，博士生2名，并承担了主要专业课的教学任务。
李元元长期从事材料加工工程和机械工程领域的教学、科研工作，主要从事材料加工工程专业、机械制造及其自动化专业的教学、科研及产业化工作，研究方向是：高性能有色合金材料的制备与成形，高性能粉末冶金材料含复合材料的制备与精密成形，难加工材料的切削加工技术，金属新材料成形过程的数值模拟与动态仿真，粉末冶金温压成形技术及其成套设备，精密制造技术及计算机应用，现代加工技术及其质量控制等。其在高性能粉末冶金材料和有色合金材料的制备成形理论与技术研究、材料-工艺-装备-产品一体化和工程化等方面取得多项重要成果，推动了行业的技术进步，提升了中国的国防实力。李元元曾先后主持承担国家自然科学基金重点和面上项目、国家九五科技攻关、国家八六三高技术研究、国家军品配套、国家火炬计划等国家级项目18项，部省级项目23项，国防军工项目12项，主持和参加其他项目46项。截至2014年统计，李元元获授权发明专利55项，其中已投入实施专利29项、 实用新型专利7项、软件著作权3项。李元元在粉末冶金和有色合金材料制备、成形理论与技术的应用基础和工程化的研究领域形成了学术特色和专业优势：他发展和创新了粉末冶金温压成形理论和技术、电磁热力多场作用下粉末成形固结一体化理论和技术，研制出多种高性能粉末冶金新材料和重要零件；较系统地揭示了粉末成形致密化机制，首次建立了有孔隙连续体粉末冶金材料压制过程数值模型；初步形成了高性能高精度钢铁基粉末冶金材料及零件的成形理论和新技术。他还提出了快速凝固-球磨-粉末热挤压制备铝合金基复合材料及其零件、球磨混粉-温压成形-液相烧结制备钢铁基复合材料及其零件的新方法，并且揭示了上述材料的成形规律，组织结构特征，强化、断裂和摩擦磨损机制。系统揭示了铝青铜、锌合金、镁合金的成分、组织与性能的内在关系，提出了以上合金的设计原则和实现强韧化的新方法。 “高性能钢铁基粉末冶金材料含复合材料的制备、成形及其应用”、“高性能高硅铝合金基复合材料及其制备技术”、“特殊用途用新型高强耐磨铜合金”、“高强度耐磨锌合金（ZMJ）电梯曳引机、减速机蜗轮铸件”等10项成果，先后通过了教育部、广东省科技厅组织的科技成果鉴定，专家鉴定结论均为：达到了国际先进水平，部分指标达到了国际领先水平。同时，研制开发了六大类新材料及其零件，已广泛应用于汽车、摩托车、机械、轻工、冶金、家电、办公机械、国防军工等行业，为国家和企业创造了显著的经济效益和社会效益。 自1982年6月开始在湖南大学任教起，李元元一直从事材料工程学科教研教学工作。1982年至1994年期间先后在湖南大学机械系、华南理工大学机械系、机电工程系任教，1998年获批为博士生导师。 2003年至2011年担任华南理工大学校长，2011年由中共教育部党组任命为吉林大学委员会常委并担任校长 。其指导培养了博士后7名、博士生25名、硕士生27名。 李元元累计发表科研学术论文216篇，其中SCI收录132篇，EI收录222篇，ISTP收录39篇；出版专著2部、教材1部，主编、参编著作3部。■主要论文1、Effect of deformation temperature on microstructures and properties of 7075/6009 alloy；《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》2009年05期 ；1037-10432、镁合金的发展动态和前景展望；《特种铸造及有色合金》2004年01期；14-17+853、放电等离子烧结-非晶晶化法合成钛基块状非晶复合材料；《中国有色金属学报》2011年10期；2305-23234、粉末冶金高致密化的新途径；《材料导报》2003年11期；5-85、温压工艺及其关键技术；《机械工程材料》2001年01期；18-216、产业化温压设备中的加热系统；《粉末冶金工业》2000年06期；14-187、粉末冶金高致密化成形技术的新进展；《粉末冶金材料科学与工程》2005年01期；1-98、Al-Cu-Mg-Zn合金相变储热材料热循环稳定性研究；《热加工工艺》2012年22期；107-1099、粉末包套挤压非稳态流动过程的数值模拟《现代制造工程》；2002年05期；9-10 10、大塑性变形-反应烧结TiAl合金的高温压缩屈服强度；《稀有金属材料与工程》2004年03期；289-292■主要专著1、《金属粉末温压成形原理与技术》2、《新型材料与科学技术·金属材料卷》3、《机械工程概论》 1、国家科学技术进步奖二等奖2项（第一完成人）项目：高强韧耐磨铝青铜合金的研制及其应用（J-215-2-09） 2010年 项目：高性能铁基粉末冶金零件成形系列技术及其应用 （J-215-2-01）2004年 2、部、省科技一等奖4项（其中3项为第一完成人）、二等奖2项（第一完成人）、三等奖3项（其中2项为第一完成人）3、广东省“火炬”二等奖1项4、广州市科技进步一等奖1项5、中国专利优秀奖1项6、广东省专利金奖1项7、国家级教学成果一等奖1项、二等奖2项。 科研行业 2001——2011年任第六、第七届中国科协委员 第八届国家自然科学基金委员会学科评审组成员教育部第四、第五届科学技术委员会学部委员教育部学科发展与专业设置专家委员会委员中国金属学会材料科学学会常务理事第六届中国材料研究学会副理事长 第十届中国机械工程学会理事 中国机械工程学会铸造分会副理事长、粉末冶金分会副理事长中国有色金属学会粉末冶金委员会副主任委员粉末冶金国家重点实验室学术委员会委员中国机械工程学会失效分析学会特聘专家全国青年联合会第九届委员会常委第八届广东省青联副主席广东省科学技术协会常委广东省机械工程学会铸造分会理事长广东省机械工程学会常务理事广州市科技副主席广州市机电工程学会常务理事广州市机电工业行业协会顾问 杂志期刊 《中国有色金属学报》编委《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》编委《中国机械工程》编委《特种铸造及有色合金》编委会副主任《铸造》编委会副主任委员《CHINAFOUNDRY》（英文版）编委会副主任《华南理工大学学报》（自然科学版）主编《粉末冶金材料科学与工程》副主编《Wear》、《Materials Research Bullitin》审稿人 政界 1998年至2003年第九届全国人大代表 2013年当选为第十二届全国人大代表 1999年入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”， 2003年获国家杰出青年科学基金资助。1991年被评为广东高校“七五”期间先进科技工作者，1991年被评为广州百名教育新秀，1992年获评为国务院特殊津贴专家，1993年获得广东省第三届丁颖科技奖，1994年荣获第四届中国青年科技奖，1995年被评为第二届广东省十大杰出青年，1995年荣称广东省南粤教书育人优秀教师，1995年获得光华科技基金三等奖，1996年被评为广东省高校优秀党员、广东省优秀中青年专家，2001年荣获广东省高校“千百十工程” 先进个人优秀奖，2002年获得广东省高校“千百十工程”先进个人称号，2002年入选广东省高校“千百十工程”国家级培养人选、教育部高等学校优秀骨干教师，作为负责人所带领的学科团队先后被评为广东省先进集体、教育部创新团队、广东省自然科学基金优秀团队、广东省高校第一批“千百十工程”先进团队， 2005年被英国格拉摩根大学授予“名誉科学博士”。
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2016年2月份更新被踢出EI的中文期刊：1009-6264 材料热处理学报1006-3021 地球学报1005-0388 电波科学学报1001-3555 分子催化1673-0224 粉末冶金材料科学与工程1672-3813 复杂系统与复杂性科学1001-9731 功能材料1006-2793 固体火箭技术1005-0086 光电子-激光1001-6929 环境科学研究0253-2417 林产化学与工业1000-0925 内燃机工程1001-4322 强激光与粒子束1000-985X 人工晶体学报1000-1441 石油物探1672-1926 天然气地球科学1004-0277 稀土1673-9078 现代食品科技1009-6582 现代隧道技术1002-0861 烟草科技1671-8879 长安大学学报（自然科学版）1672-7126 真空科学与技术学报1003-0174 中国粮油学报1004-5708 中国烟草学报1004-5341 China Welding (English Edition)1022-4653 Chinese Journal of Electronics1934-6344 International Journal of Agricultural and Biological Engineering1672-5220 Journal of Donghua University (English Edition)1005-9113 Journal of Harbin Institute of Technology (New Series)1674-4926 Journal of Semiconductors
1982年毕业于中南工业大学（现中南大学）粉末冶金专业，获学士学位，1984年获硕士学位，1986年至1988年由国家教委选派留学加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）金属及材料工程系，1992年获中南工业大学金属材料专业博士学位，同年10月破格晋升为教授。曾任中南工业大学粉末冶金研究所所长助理、总工程师、第一副所长，粉末冶金国家重点实验室副主任等职。先后主持了国家自然科学基金、973计划、863计划、国家重点军工科研项目、国际合作项目等20 余项重要科研课题，在粉末注射成形技术和金属间化合物等方面作出了显著成绩。曾获省部级以上科技进步奖励8项，国家发明专利6项，合作出版著作2部，在国内外公开发表学术论文150余篇。1994年被评为中南工业大学首届十佳青年教师，1995年入选中国有色金属工业总公司首批跨世纪学术和技术带头人培养计划（第一层次），1996年被授予湖南省首届十大杰出青年科技工作者的称号，同年入选国家教委跨世纪优秀人才培养计划和国家人事部百千万人才工程，1997年获第五届中国青年科技奖，同年被评为全国优秀科技工作者,1999年获 湖南省青年科技奖。学术兼职主要有：中国材料研究学会理事，中国材料研究学会青年委员会常务理事、副主任，美国粉末冶金学会（APMI INTERNATIONAL）高级会员，中国金属学会粉末冶金分会主任委员，中国体视学学会材料科学分会副理事长；《粉末冶金材料科学与工程》、《粉末冶金工业》和《粉末冶金技术》杂志副主编，《中国体视学与图象分析》、《中国钼业》、《中国高等学校学术文摘－材料科学》、《硬质合金》、《无机非金属材料》等杂志编委；粉末冶金国家重点实验室（中南大学）、教育部高温材料及高温测试开放实验室（上海交通大学）、广东省金属新材料制备与成形重点实验室（华南理工大学）学术委员会委员委员，湖南大学客座教授，华南理工大学顾问教授；多次担任相关国际学术会议组织委员会、学术委员、国际联络会委员，秘书长，分会主席，特邀报告人等职。
是《功能材料》——材料专业类学术期刊，1970年创刊，由国家仪表功能材料工程技术研究中心、重庆材料研究院主办，重庆功能材料期刊社出版。主要报道：功能材料科学与工程各领域最新成果的原始论文和研究报告以及新材料、新技术的进展综合论述。《功能材料》学术作风严谨，科技视野开阔，在国内外材料科学与工程界具有重要影响。已成为美国Ei Compendex数据库收录期刊·荷兰SCOPUS数据库收录期刊·美国化学文摘CA文献源期刊·中文核心期刊·中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊·中国精品科技期刊·中国科技核心期刊·金属文摘METADEX文献源期刊·中国期刊网中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊·中国科技期刊数据库全文收录期刊·中国学术期刊综合评价数据库来源期刊·中国期刊方阵“双效期刊” ·《CAJ CD规范》执行优秀期刊·中国学位与研究生教育重要期刊· RCCSE中国核心学术期刊·中国科技论文在线收录期刊。
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锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其一定形状和尺寸锻件的加工方法，下面是由我整理的锻造成型技术论文，谢谢你的阅读。 锻造成型技术论文篇一 GH4169合金涡轮盘锻造成型的数值模拟和分析 摘要： 利用Gleeble3500型热模拟试验机研究GH4169合金在不同温度和变形速度下的热变形行为，建立该合金的高温流变应力模型.用Deform3D对GH4169镍基高温合金涡轮盘锻造成型过程进行数值模拟，比较不同变形速度和不同变形温度下工件的变形行为.结果表明：相对于变形速度，变形温度对锻件性能的影响更加明显;较高的变形温度有利于材料的动态恢复和再结晶，使组织均匀，但过高的终锻温度会使晶粒尺寸变大，进而影响涡轮盘的机械性能. 关键词： 航空发动机; 涡轮盘; 镍基高温合金; 锻造成型; 变形温度; 晶粒尺寸; 数值模拟 中图分类号： V232.3;TB115.1文献标志码： B Abstract： The thermal deformation of GH4169 alloy is studied by the thermal simulation testing machine of Gleeble3500 under the condition of different temperature and deformation velocity， and the high temperature flow stress model of the alloy is built. The numerical simulation is performed on the forging deforming of GH4169 nickelbase superalloy turbine disc by Deform3D， and the different deformation behaviors of a workpiece are compared under different deformation velocity and temperature. The results show that， comparing with the deformation velocity， the effect of deformation temperature on the performance of the forging piece is more obvious; the higher deformation temperature is helpful for dynamic recovery and recrystallization of the material， which makes the organization more uniform; but the grain size becomes larger if the final forging temperature is too high， which weakens the mechanical performance of the turbine disc. Key words： aeroengine; turbine disc; nickelbase superalloy; forging deforming; deformation temperature; grain size; numerical simulation 引言 GH4169作为一种常见的航空发动机用镍基高温合金，在-253～650 ℃下具有高强度、高疲劳性能和良好的塑性，是目前应用广泛的一种高温合金，占世界上高温合金产品的35%～40%.[1]但是，GH4169合金在锻造成型时，具有高温塑性低、变形抗力大、可锻温度范围窄、导热性差等缺点，且锻件的晶粒尺寸无法由后期热处理工艺进行改善，主要靠锻造成型工艺进行控制.所以，GH4169合金锻件的成型工艺直接决定锻件的机械性能.[2] 本文利用Deform3D对某型号航空发动机涡轮盘锻造成型过程进行仿真模拟研究，为优化涡轮盘锻造工艺、研究GH4169的热塑性变形行为提供理论依据. 模拟模具的初始温度设置为980 ℃.在变形初始，模具与工件直接存在60 ℃的温度差.在变形过程中，工件不断向模具散热，接触表面温度下降，同时塑性变形使工件的变形功转化为热能.模具和工件之间的摩擦也随着接触面积的增加而不断增大，由摩擦引起的热效应也增强，从而使工件温度不断上升，尤其是飞边和轮缘这些变形最激烈的区域.变形速度的增加，使模具和工件的接触时间缩短，热传递时间也缩短，工件整体温度升高.因此，在实际锻造生产过程中，要合理选择变形速度，避免局部温度过高，从而产生局部粗晶现象，影响涡轮盘的机械性能. 当摩擦因子为0.3，温度为1 040 ℃时不同变形速度对等效应力的影响见图5，可知，随着变形速度的增加，轮盘的等效应力明显增加 由图6可知，随着温度的升高，工件的等效应变不断增加.当变形温度从980 ℃升高到1 100 ℃时，等效应变也从4.55增加到7.21，即材料的流动性得到显著改善. 当摩擦因子为0.3，变形速度为20 mm/s时不同的变形温度对工件等效应力的影响见图7，由图7可知，等效应变随变形温度的升高而显著降低.在变形结束时刻，当变形温度为980，1 000，1 040和1 100 ℃时，工件的最高等效应力分别为496，426，407和370 MPa.等效应变和应力随温度的升高不断发生变化，这些都可以看做是材料变形能力的变化，其原因是：温度的升高增强原子的扩散能力，增加晶界的迁移能力，使材料更容易发生动态回复和再结晶，抵消由位错产生的加工硬化，提高材料的塑性，使变形更容易. 通过对上述不同加工条件的分析可以看出，温度对GH4169合金的变形影响更大.虽然当变形速度不同时，工件的等效应变、等效应力存在差异，但通常造成这种差异的原因除变形速度不同造成的温度降不同以外，则是高应变速率使工件组织的回复和再结晶过程不够充分.在本次模拟过程中，工件与模具都处在较高的温度中，散热很少，导致工件的温度降低和高应变速率的硬化机制不能发挥主导作用，从而显著地影响工件的变形抗力. 因此，在GH4169合金涡轮盘的锻造过程中，首先应考虑合理的锻造温度区间的选择.温度的选择一方面要保证组织能够发生普遍明显的动态再结晶，使组织晶粒度均匀，避免出现混晶现象;另一方面要考虑晶粒的尺寸，避免温度过高，使晶粒过分长大.其次，虽然变形速度对加工过程的影响相对变形温度产生的影响较小，但因变形速率过高而造成工件局部过热，从而产生局部粗晶现象却是GH4169合金涡轮盘加工过程中的常见现象，因此，在合理选择变形温度的基础上，选择适当的变形速度能进一步改善变形的均匀性，提高工件的性能. 4结论 (1)通过GH4169合金的等温恒应变速率压缩试验，确定该合金在高温下的双曲正弦流变应力模型，并通过实例模拟验证该模型在数值模拟过程中能够准确反映GH4169合金在不同加工条件下的变形规律. (2)较高的变形速度可以减少工件与模具的接触时间，使工件的散热减少，温度场分布更均匀;但过大的变形速度会使工件产生局部温度过高，造成局部粗晶现象. (3)较高的变形温度使材料的恢复与再结晶变得更容易，使工件塑性更好，变形更均匀充分;但过高的终锻温度会使再结晶后的晶粒增大，影响工件的机械性能.参考文献： [1]王会阳， 安云岐， 李承宇， 等. 镍基高温合金材料的研究进展[J]. 材料导报， 2011(25)： 482486. WANG Huiyang， AN Yunqi， LI Chengyu， et al. Research progress of Nibased superalloy[J]. Mat Rev， 2011(25)： 482486. [2]刘润广， 蒋浩民， 姜勇， 等. GH4169合金超塑性变形及其力学行为的研究[J]. 航空材料工艺， 1998(2)： 3638. LIU Runguang， JIANG Haomin， JIANG Yong， et al. Study on superplastic deformation and mechanical behavior of alloy GH4169[J]. Aerospace Materials & Technol， 1998(2)： 3638. [3]SELLARS C M， MCTEGART W J. On the mechanism of hot deformation[J]. Acta Metallurgica， 1966， 14(9)： 11361138. [4]Mc QUEEN H J， RYAN N D. Constitutive analysis in hot working[J]. Materials Science and Engineering A， 2002(322)： 4363. 锻造成型技术论文篇二 试论自由锻造 【摘要】自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。锻件形状简单，操作灵活。因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。 【关键词】自由锻，基本工序，特点 【中图分类号】TG316.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0194-02 自由锻造的基本工序 自由锻工序分：基本工序，辅助工序，精整工序。 一、基本工序 主要是使金属产生一定程度的属性变形，以达到所需要的形状及尺寸。 如，镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等 二、辅助工序 是为基本工序的操作方便而进行的一些预先变形工序。 如，压钳口、压肩等。 三、精整工序 在终端温度下进行。如清理锻件表面的凸凹不平及整形等，主要用来减 少锻件表面缺陷的工序。 【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。拔 长常用于锻造杆、轴类零件。拔长的方法主要有两种： 1、在平砧上拔长。 2、在芯棒上拔长。锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100左右的斜度。这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。 镦粗 【镦粗】是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化 物的形态和分布状态。 镦粗主要有以下三种形式： 1、完全镦粗。完全镦粗是将坯料竖直放在砧面上，在上砧的锤击下，使坯料产生高度减小，横截面积增大的塑性变形。 2、端部镦粗。将坯料加热后，一端放在漏盘或胎模内，限制这一部分的塑性变形，然后锤击坯料的另一端，使之镦粗成形。用漏盘的镦粗方法，多用于小批量生产;胎模镦粗的方法，多用于大批量生产。在单件生产条件下，可将需要镦粗的部分局部加热，或者全部加热后将不需要镦粗的部分在水中激冷，然后进行镦粗。 3、中间镦粗。这种方法用于锻造中间断面大，两端断面小的锻件，例如双面都有凸台的齿轮坯就采用此法锻造。坯料镦粗前，需先将坯料两端拔细，然后使坯料直立在两个漏盘中间进行锤击，使坯料中间部分镦粗。 为了防止镦粗时坯料弯曲，坯料高度h与直径d之比h/d≤2.5。 冲孔 【冲孔】是在坯料上冲出透孔或不透孔的锻造工序。冲孔的方法主要有以下两种： 1、双面冲孔法。用冲头在坯料上冲至2/3-3/4深度时，取出冲头，翻转坯料，再用冲头从反面对准位置，冲出孔来。 2、单面冲孔法。厚度小的坯料可采用单面冲孔法。冲孔时，坯料置于垫环上，一略带锥度的冲头大端对准冲孔位置，用锤击方法打入坯料，直至孔穿透为止。 弯曲 【弯曲】采用一定的工模具将坯料弯成所规定的外形的锻造工序，称为弯曲。 常用的弯曲方法有以下两种： 1、锻锤压紧弯曲法。坯料的一端被上、下砧压紧，用大锤打击或用吊车拉另一端，使其弯曲成形。 2、模弯曲法。在垫模中弯曲能得到形状和尺寸较准确的小型锻件。 切割 【切割】是指将坯料分成几部分或部分地割开，或从坯料的外部割掉一部分，或从内部割出一部分的锻造工序。 错移 【错移】是指将坯料的一部分相对另一部分平行错开一段距离，但仍保持轴心平行的的锻造工序，常用于锻造曲轴零件。错移时，先对坯料进局部切割，然后在切口两侧分别施加大小相等、方法相反且垂直于轴线的冲击力或压力，使坯料实现错移。 锻接 【锻接】是将坯料在炉内加热至高温后，用锤快击，使两者在固态结合的锻造工序。锻接的方法有搭接、对接、咬接等。锻接后的接缝强度可达被 连接材料强度的70%-80%。 扭转 【扭转】是将毛料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的锻造工序。该工序多用于锻造多拐曲轴和校正某些锻件。小型坯料扭转角度不大时，可用锤击方法。 自由锻工艺规程的制定 1、分析零件图设计绘制锻件图 锻件图即是在零件图的基础上+锻件余量+锻件公差+余块所组成的图纸 2、坯料质量的计算 锻件坯料体积包括锻件的体积和锻造过程中的各种体积损失，如加热时的表面氧化、烧损等。 锻件坯料质量的计算可以按下公式计算M坯=M锻+M烧损+M切+M芯 3、坯料尺寸计算 根据已算得锻件质量和截面积大小定：坯料质量÷材料的比重=坯料体积。 4、选择锻造工序、确定锻造温度。 5、选择确定锻造设备。 6、规定有关技术要求、编写工艺卡等。 自由锻造特点 1)软件自动计算功能极大地提高工作效率： 软件可自动给出下料重量、锻件重量、及零件重量，十分迅速，使您省 去繁琐的计算和查询手册的工作，极大地提高您的效率，60秒就可以轻松完成一张完整的工艺卡。 软件还具有的锻件锻前加热规范、锻后热处理工艺，给工艺人员在做热处理工艺时一个很好的参考依据。一个工艺工程师可以做几个人的工作量，可以节约很多人力资源成本。 2)特殊图形和工艺： 任何复杂图形及特殊的工艺都可以利用软件的制图功能进行自行制作并可以储存，锻造工艺却可以自动生成，也可以自行修改工艺。 3)准确的材料利用率： 锻前就可以准确地给出热耗和工艺损耗(函数程序准确计算的)，可以使您在锻打产品前就可以给出材料的成本核算，利于您的准确报价。 4)多级台阶轴的优化和法兰胎膜制作功能： 多级台阶轴可以预先模拟出几种各级的锻件图形进行比较，可以很直观地观察出哪一种方案最佳，取最佳方案进行锻打，法兰胎膜制作功能，在实际使用中效果也很显著，锻件还列有锻打工步可作为工人师傅的锻打依据。 5)减少了材料的浪费： 避免新产品的反复试验工艺而造成损失;避免人为因素的失误和错误而造成损失;准确的材料重量计算可以提高材料利用率。 6)强大的自动计算和数据功能： 软件包含的几十类数千种锻件的工艺、数万种材料牌号、各类技术要求、所有吨位的锻锤和水压机、图形的参数化都会给您带来极大的方便(避免繁琐的手册查询工作)。 7)方便管理及有利于提高企业形象： 工艺卡片可以根据您的客户分类而自动存贮在软件里，可以随时调用，不用另存其他地方，便于管理者和工艺人员查看。规范化的设计和管理，也利于提高企业形象。 8)软件具有很强的升级功能： 随着贵公司的工艺水平的改进、或者各个时期不同工艺都可以取精华编制在软件里，使公司里锻造工艺具有连续性和升级性，不至于使工艺人为流失。 9)操作简单： 使用十分方便，即使不熟悉计算机的人，也能很容易掌握;不用另制作工艺卡，可以直接用打印机打出和分类保存在电脑里。 结论 锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松及焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。 锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。 参考文献 [1]刘润广，锻造工艺学，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002. [2]林法禹，特种锻压工艺，北京：机械工业出版社，1991. 看了“锻造成型技术论文”的人还看： 1. 材料成型控制技术论文 2. 材料成型新技术论文 3. 材料成型论文 4. 粉末冶金件成型技术论文(2) 5. 论材料成型及控制工程专业建设论文
镁法海绵钛爬壁钛生成量的初探沈俊宇（遵义钛业股份有限公司 贵州省 563004）摘要：在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，一炉产品爬壁钛的生成量少则500 kg左右，多则达800至1000 kg，爬壁钛不仅产品取出困难，增加操作人员劳动强度，而且其质量较差，经济损失大。本文分析了海绵钛爬壁钛的形成机理及生产过程中爬壁钛增多的原因，提出了还原中后期最大加料速度限制，以缓解反应剧烈程度和控制反应液面高度在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，是生产过程中减少爬壁钛生成量的主要途径。关键词：海绵钛 爬壁钛 生成量 加料速度 反应液面高度A Study the Production of the Titanium on Walls Produced in the Process of Sponge Producing by Magnesium ProcessJunyu，Shen(Zunyi Titanium CO.LTD.Guizhou 563004)Abstract：A quantity of annular titanium will be produced on upper walls of reactors during the reduction and distillation。The production per batch is from 500kg to 800 or 1,000kg. It is difficult for operators to take products out ,and also influences the quality .Therefore ,the titanium on walls not only strengthens the labor intensity ,but also causes a big loss The paper analyzes the formation mechanism of the titanium on wall and reasons why its production increases.Also,in order to ease the strong reaction,make the liquid level in reaction waves no more than 1’’and prevents the formation of new active centers ,the paper introduces a main method to reduce the production of the titanium on walls,that is to retrict the max.feed speed in mid or late period of reduction and distillation.Keywords:titanium sponge the titanium on walls production feed speed liquid level in reaction 1 前言在海绵钛的还原生产过程中，反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛，如图1所示。爬壁钛会导致以下不良后果： 第一，由于目前使用双法兰反应器，反应器上部热损失较大（上部有三圈水套，反应器约300 mm高度在加热炉外），上部爬壁钛中的氯化镁很难被蒸发出去，使爬壁钛中含有较高的杂质元素氯，剥取产品时会看到反应器口部（爬壁钛的最上部）粘有大量的镁和氯化镁。第二，海绵钛还原、蒸馏反应器为铁制反应器，由于爬壁钛在反应器器壁上粘附较强，加之双法兰反应器上部热损失大，为保证反应器上部温度，蒸馏期间加热炉1#、2#加热电阻丝送电频率高且时间长，致使爬壁钛普遍有发亮现象，分析结果显示杂质元素铁含量较高。第三，爬壁钛在反应器上部空间极易被泄漏进的空气污染，使产品中杂质元素氮、氧含量较高。由表1可看出，产品分析爬壁钛质量级别基本上在3—5级（极少部分在2级以上），同时，也有少部分因杂质元素过高成为等外品。一炉产品爬壁钛的生成量少则500kg左右，多则达800至1000 kg，经济损失较大。另外，爬壁钛过多也给产品取出带来困难，增加操作人员劳动强度。为了减少爬壁钛生成量，降低损失，我们进行了控制液面高度及调整料速试验。表1 2007年下半年爬壁钛质量统计表分析批数（批） 2级品批数（批） 3～5级品批数（批） 等外品批数（批） 2级品影响因素 3～5级品、等外品影响因素75 12 51 12 HB、Fe、Cl、O、N HB、Fe、Cl2 爬壁钛形成机理镁还原TiCl4主要反应为：TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2，在还原反应刚开始时，加入的TiCl4大部分气化，发生气相TiCl4—气相Mg或气相TiCl4—液相Mg反应，同时也有一部分TiCl4液体未来得及气化，进入液镁中，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应。还原刚开始在反应器铁壁和熔镁表面夹角处上，一旦有钛晶粒出现后，裸露在熔镁面上方的钛晶体尖峰或棱角便成为活性中心。[1] 镁还原TiCl4主要在此活性中心上进行。液镁靠表面张力沿铁壁和钛晶体毛细孔上爬，被吸附在活性中心上，与气相TiCl4反应生成最初的海绵钛颗粒。随着反应的进行，生成的海绵钛颗粒依赖其与反应器壁的粘附力和熔体浮力的支持沿反应器壁在熔体表面逐渐长大，并浮在熔体表面。随着生成的海绵钛块增厚、增大，加之排放氯化镁，失去熔体浮力支持的海绵钛块体大部份就会沉落在熔体底部，这样在反应器器壁上，将有环状海绵钛粘附在其上，其实，这部分也是最初的爬壁钛。另外，在还原反应初期，液镁有很大的蒸发表面，而空间压力较低，故镁具有很大的蒸发速度。还原反应中期，反应温度较高和对反应器底部加热时，也会有部分镁蒸发。镁蒸气挥发后，冷凝在反应器器壁和大盖底部，与气相TiCl4反应也会生成部份爬壁钛。海绵钛块沉落熔体底部后，熔体表面会重新暴露出液镁的自由面，还原反应将恢复到较大的速度。随着反应的进行，在熔体表面会重新生成海绵钛桥，通过排放氯化镁，钛桥被破坏，海绵钛块靠自重下沉，又为下一层海绵钛生长创造条件，爬壁钛也在这一过程中逐渐形成，还原反应如此周而复始进行，直至镁的利用达到65%—75%之后。3 生产中爬壁钛增多原因分析3.1中后期加料速度随着还原反应的进行，特别是进入中期后，加料速度逐渐增加，反应进行的非常剧烈，熔体表面反应区中心部最高温度可达1200℃以上，而镁的沸点仅1105℃，此时镁处于沸腾状态。加之目前还原操作料速按玻璃转子流量计实际刻度与自动加料系统对照进行加料，因玻璃转子流量计出厂时是用水标定，当被测介质改为TiCl4时，其修正系数，经计算应为1.13。当玻璃转子刻度显示最大加料量为150 kg /0.5h，实际料速已达160～170 kg /0.5h。这样更加剧了反应的剧烈程度，沸腾的液镁将不断吸附在最初反应器壁上已形成的少量环状爬壁钛上，通过钛晶体毛细孔上爬，与气相TiCl4反应生成新爬壁钛，使原环状爬壁钛增多、增厚。另外，由于反应剧烈程度增加，也加剧了液镁的气化，液镁蒸气挥发后，冷凝附着在反应器器壁上部和大盖底部，与气相TiCl4反应生成爬壁钛，这些爬壁钛主要粘附在反应器器壁上部和大盖底部。因此，最大料速持续的时间越长，生成爬壁钛也就越多（表2）。表2 部分大料速爬壁钛生成量统计表最大料速（kg /0.5h） 持续的时间（h） 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-1 155～165 35 12.75生产炉-2 145～155 40 13.55生产炉-3 155～165 36 15.67生产炉-4 155～165 40 10.35生产炉-5 155～165 35 10.753.2 反应液面高度反应液面高度太低、波动范围过大会增加爬壁钛生成量，其原因如下：第一，当反应液面高度过低时，TiCl4距液镁表面间距面相对较远，发生液相TiCl4—液相Mg间的反应相对减少，气相TiCl4与镁蒸气反应相对增加，从而增加爬壁钛生成量。第二，因未定时、定量准确排放MgCl2，反应液面高度大幅上下波动，易在钛晶体活性中心之外，形成新的活性中心，液镁靠表面吸引力沿铁壁和钛晶体孔隙上爬，被吸附在活性中心上，这样在反应器壁上会粘附形成新的爬壁钛。因此，不控制好液面高度，及时准确排放MgCl2，也将增加爬壁钛的生成量（表3）。表3 反应液面高度大幅波动量统计表反应液面高度波动范围 爬壁钛占毛产量比例（%）生产炉-6 1#～2# 11.88生产炉-7 1#～2# 12.82生产炉-8 1#～2# 13.67生产炉-9 1#～2# 15.02生产炉-10 1#～2# 14.02生产炉-11 1#～2# 12.814 措施通过上述分析，可以知道爬壁钛是海绵钛生产过程中必然要形成的，但其生成量是可以控制的，因此，我们对加料速度以及反应液面高度进行了调整。结合生产实践，采取两项措施：第一，我们对部分处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140 kg /0.5h，以缓解反应剧烈程度，特殊炉次，因反应温度太低，可以适当提高至160～170 kg /0.5h，但持续时间不能太长，最多3～4 h;后期最大料速限制在105～110 kg /0.5h。第二，控制反应液面在1#范围内小幅波动，防止形成新的活性中心，以达到降低爬壁钛生成量的目的（表4）。表4 调整料速及排放MgCl2制度试验对比表料速及排放MgCl2制度 平均爬壁钛占毛产比例(kg) 平均钛坨重量(kg) 平均加料时间(h) 中期平均最大料速(kg /0.5h) 后期平均最大料速(kg /0.5h)调整前 11.56 5291 89 160 120调整后 8.28 5483 87 138 107从表4的统计数据可以看出，通过控制最大料速以及控制好液面高度及时准确的排放MgCl2，产品生成的爬壁钛占毛产比例大大下降，调整前平均爬壁钛为11.56％，调整后平均爬壁钛8.28％，平均下降3.28％。在进行调整料速试验期间，对生产炉-59一炉产品还原中期加料再次进行提高料速到155～165 kg /0.5h试验，结果爬壁钛增至占毛产量的14.93％，从这点也证明了加料速度对爬壁钛形成的影响。此外，调整前，钛坨平均重5291 kg，调整后，钛坨平均重5483 kg，平均毛产重量未受影响；调整前平均加料时间89小时，调整后平均加料时间87小时，加料时间也略有减少。试验在降低爬壁钛生成量的同时，缩短了还原生产周期，降低了还原电耗，取得了较好的效果。5 结论5.1对处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135～140kg /0.5h，后期最大料速限制在105～110 kg /0.5h 5.2控制反应液面高度在1#范围内小幅波动。本试验在巩固海绵钛钛坨产量的情况下，降低了爬壁钛生成量，试验取得了效果，为进一步研究探索海绵钛爬壁钛生成量打下了基础。参考资料[1] 莫畏， 邓国珠 ，罗方承 . 钛冶金[M].版次（第二版）.北京:冶金工业出版社,1998:281-293
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业内最知名的报纸和杂志：《中国冶金报》；《中国钢铁业》杂志
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