Analyse du processus de déformation de roulement continu et de la conception d'optimisation du système de passe pour la barre de titane

Les alliages de titane, connus pour leur faible densité, leur haute résistance, leur excellente résistance à la chaleur, leur résistance à la corrosion, leur biocompatibilité, leurs propriétés non magnétiques, leur non-toxicité et sa bonne stabilité thermique, sont largement utilisées dans l'aérospatiale, les vaisseaux marins, les applications biomédicales, la métallurgie, la construction et biens de consommation. À mesure que la demande de produits en alliage en titane augmente et que leurs applications se développent, les exigences de qualité de ces produits ont également augmenté, nécessitant une optimisation supplémentaire de leurs processus de production. Pour les tiges métalliques en alliage en titane, les méthodes traditionnelles impliquent le roulement alternatif à l'aide d'un moulin à roulement croisé. Pour améliorer les propriétés mécaniques et la transformation des tiges de titane, il est essentiel d'adopter une technologie de roulement continu chaud pour produire des tiges en alliage de titane de petite taille. Cette étude aborde des questions telles que les oreilles, la torsion et la mauvaise rondeur rencontrées lors de la production continue de tiges en alliage en titane sur une ligne de production spécifique en Chine, en utilisant une analyse théorique et un logiciel ANSYS à éléments finis pour simuler le processus de roulement et optimiser le système de passe à résoudre ces problèmes.

L'unité de production de roulement en alliage en alliage de titane dans une certaine plante se compose d'un moulin de type Y à trois rouleaux à 8 stands, traitant un alliage de titane TC4 d'une billette de 25 mm de diamètre à un produit fini de 15 mm de diamètre à 8 passes. La conception d'origine était le pass-tri-triangle-rond-plate-tri-triangle-round-triangle-ronde-ronde-ronde rond Pass. Cependant, les tiges d'alliage de titane finies présentaient souvent des défauts tels que des oreilles traversant toute la longueur, une torsion significative et une mauvaise rondeur, conduisant finalement à une précision dimensionnelle du produit non conforme. Pour résoudre ces problèmes, une idée a été proposée: le passage de triangle plat peut-il être amélioré pour réduire l'inégalité du flux circonférentiel du métal, atténuant ainsi la torsion et la réduction de l'amplitude d'écoulement du métal dans le col rond?

Points clés de l'étude

1. Simulation du processus de déformation : en utilisant un système de pass de passes "plat-triangle plat" et un logiciel fini non linéaire ANSYS / LS-DYNA, le processus de déformation des tiges en alliage de titane dans l'unité de roulement continu a été simulée de façon vivante.

2. Amélioration de la réussite de triangle plat : Le pass de triangle plat amélioré implique d'ajouter un bloc trapézoïdal au bas du rouleau plat traditionnel. Pendant le roulement, le bloc trapézoïdal se presse dans la pièce roulée, la positionnant de sorte que la partie pressée apparaît à l'espace rouloir dans le passage rond suivant, réduisant l'amplitude d'écoulement du métal vers le roller espace et diminuant ainsi la formation des oreilles .

3. Réduction de la torsion : le bloc trapézoïdal sert également à positionner la pièce roulée, réduisant considérablement le débit circonférentiel inégal provoqué par une densité métallique inégale, une récupération élastique et des vibrations de moulin à rouleaux dans le collier plat traditionnel. Cela diminue considérablement la probabilité de problèmes de torsion couramment observés dans le système de pass traditionnel "plate-tri-triangle".

4. Extension axiale améliorée : La présence du bloc trapézoïdal limite l'écoulement circonférentiel du métal, forçant une extension axiale. Cela améliore le coefficient d'extension de chaque réussite et augmente la réduction par pass, résolvant les problèmes résultant d'une réduction excessive tout en utilisant pleinement l'équipement existant et en améliorant la capacité de traitement des billettes.

5. Amélioration de la rondeur et de la précision dimensionnelle : les résultats de la simulation finale montrent clairement que le système de passes "plate-triangle plat" amélioré améliore considérablement la rondeur des tiges en alliage de titane, améliorant ainsi la précision dimensionnelle des produits.

En conclusion, l'amélioration du système de passe aborde efficacement les problèmes des oreilles, la torsion et la mauvaise rondeur dans le processus de roulement continu des tiges de titane, conduisant à une qualité de produit et à une précision dimensionnelle plus élevées. Cette optimisation est cruciale pour répondre aux demandes croissantes et aux exigences de qualité dans la production de produits en alliage de titane.

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