[发明专利]用于镍基合金的摆辗强化效果预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于镍基合金的摆辗强化效果预测方法，通过镍基合金摆辗强化工艺数据库来实现效果预测，包括以下步骤：步骤1，建立一个镍基合金摆辗强化工艺数据库，步骤2，根据镍基合金材料预设值的强化效果，运用数据库查询获得一套初始的摆碾工艺参数；步骤3，镍基合金摆辗强化工艺数据库将工艺数据方案通过集合控制中心，传输至镍基合金摆辗成形控制系统以及计算机软件模拟系统；步骤4，根据实验数据与模拟数据的差距值，镍基合金摆辗强化工艺数据库基于响应关系重新选定摆辗参数；步骤5，根据重新选定的摆辗参数直接进行实验，重复步骤1‑4，直到误差控制在5％以内，则认为该工艺参数可以实现预设置的强化效果。

技术领域

本发明涉及金属塑性成型参数技术领域，具体涉及一种用于镍基合金的摆辗强化效果预测方法及系统。

背景技术

摆辗成形是利用上模对毛坯局部加压，并绕中心连续滚动的加工方法，与旋压成形都属于渐进成形技术，通过模具与工件的接触实现局部的塑性变形，通过这种局部塑性变形的累积实现成形。工艺涉及到运动轨迹、摆头转速、进给速度、进给位移、几何尺寸、材料性能等诸多工艺参数。局部塑性成形过程中工艺参数均影响金属最终的成形结果。该工艺既可以避免热锻时加热所带来的种种缺陷及加热所需的能量损耗，同时也克服了普通冷精锻时变形抗力过大、模具寿命低等缺点。由于摆辗件金属纤维的合理分布，成形零件机械性能、加工精度、表面光洁度大大提高。因此，摆辗特种成形工艺在金属加工领域有着广阔的应用前景。

镍基合金具有优异的高温强度，良好的抗疲劳、抗氧化和抗腐蚀性能，是目前航空航天领域、海洋船舶领域内应用最为广泛的金属材料之一，已成为航空、船舶发动机热端部件不可替代的关键材料。镍基合金变形抗力非常大，热加工范围较窄。给镍基合金零件的成形制造带来了巨大挑战。目前，镍基合金零件(除航空发动机叶片外)多采用挤压、轧制、模锻、旋压等热成形工艺制造而成，而关于研究镍基合金采用摆辗特种成形工艺成形方面的报道非常少。

为了提升镍基合金零件的成形品质，需要选择合适的摆辗成形工艺参数(变形温度、应变速率和应变量等)，使整个加工过程避开材料流变失稳、表面开裂、绝热剪切、微孔洞聚集等宏微观缺陷的产生，因此，研究镍基合金的摆辗工艺优化至关重要。

建立一个反映成形工艺参数与成形结果目标之间定量关系的响应关系，用于寻找最优的成形工艺参数组合，其结论也用于指导其他金属材料摆辗塑性成形过程。因此，本发明建立镍基合集摆辗强化效果预测系统，优化镍基合金摆辗工艺参数，对实际摆辗成形过程、模拟过程进行结果采集、分析、反馈、参数自动调整，实现镍基合金摆辗工艺参数智能优化设计的同时，达到预测合金摆辗强化效果的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于镍基合金的摆辗强化效果预测方法及系统，采用该方法及系统优化镍基合金摆辗工艺参数，对实际摆辗成形过程、模拟过程进行结果采集、分析、反馈、参数自动调整，实现镍基合金摆辗工艺参数智能优化设计的同时，达到预测合金摆辗强化效果的目的。

本发明的技术方案是：一种用于镍基合金的摆辗强化效果预测方法，对于镍基合金的摆辗强化效果，通过镍基合金摆辗强化工艺数据库来实现效果预测，包括以下步骤：

步骤1，建立一个镍基合金摆辗强化工艺数据库，包括三个部分，一是镍基材料的数据；二是实际中可以测量的三个指标：变形温度、表面平整度以及飞边分别与强度的关系；三是变形温度、表面平整度、飞边尺寸三个指标与摆辗工艺参数之间的响应关系；

步骤2，根据镍基合金材料预设值的强化效果，运用数据库查询获得一套初始的摆碾工艺参数；

步骤3，镍基合金摆辗强化工艺数据库将工艺数据方案传输至集合控制中心，通过集合控制中心将该数据方案传输至镍基合金摆辗成形控制系统以及计算机软件模拟系统；

开展镍基合金摆辗成形实验和软件模拟；运用工艺数据方案开展软件模拟，以模拟获得三个指标：变形温度、表面平整度和飞边在预设置强化效果的前提下的分布及变化情况；