采用有限元分析DEFORM3D软件对H65冷轧管过程进行了三维热力耦合有限元数值模拟。获得了H65黄铜管冷轧成形过程中的金属流动规律、温度和应力分布,结合生产试验,对冷轧管缺陷形成原因进行了较深入的研究。研究表明:良好组织和性能的铸锭质量是成功实现H65黄铜管冷轧开坯的前提,铸锭组织中β相应控制在0%～20%之内;冷轧管因塑性变形热和摩擦生热引发的温升高达300℃而析出β',脆性相,这是冷轧管产生周期性横向裂纹的原因之一;孔型开口部位的管坯轴向承受较大的拉应力,这是冷轧管产生表面周期性横向裂纹的另一个原因;当送进量为2～6mm能显著降低孔型开口处的附加拉应力。
图3-b可以看出,孔型脊部区域的管坯内表面温度明显高于外表面,这主要是由于外表面摩擦较小,而内表面的摩擦相对较大,产生的摩擦热远远大于外表面。由此可知,对于减壁量不大的皮尔格冷轧管,引起金属温度变化的主要因素不是塑性功的转化而是由于摩擦所引起的,因此实际生产中应加强对管坯表面的润滑,以免产生过高的温升。H65黄铜在200℃～700℃会发生脆性转变,如果实际冷轧管生产中,管坯变形区的温度出现如图3所示的情况,即使工作应力较小,也可能超过材料此时的强度极限,从而产生如图4所示的周期性横向裂纹。
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