收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

CuCr触头材料热等静压致密化数值模拟研究

张院  
【摘要】:CuCr触头材料的发明是真空断路器发展史上的重大突破,传统的粉末冶金制备方法均存在致密度低的缺陷,严重影响其使用寿命和性能。热等静压技术充分融合了冷等静压和烧结的技术优势,使坯体快速致密、均匀收缩得到相对密度达99%以上,但采用传统经验性试错法确定工艺步骤,开发周期长,很难保证制品的质量。本文基于孔隙材料连续介质力学和塑性变形理论,应用多孔材料椭球屈服准则Shima模型表征粉末材料,采用非线性分析软件MSC.Marc数值模拟CuCr25触头材料热等静压致密化过程,重点分析研究HIP单因素(温度、压力、时间)工艺参数对压坯致密度的影响规律,对多组优化方案结果进行综合测评,并通过制定正交模拟实验,引入极差分析,进一步总结分析HIP工艺参数之间相互作用对CuCr25粉末合金致密度的影响规律,提出最优工艺方案并进行实验验证。具体内容及成果归纳如下:(1)HIP保压压力从90MPa至130MPa时,CuCr25坯体平均相对致密度由0.86快速增长至0.989,此时粉末颗粒是离散可接触的烧结颈,压坯致密化速率、最终相对致密度随保压压力的增加而提升;当保压压力超出130MPa,CuCr25压坯相对密度基本不变,致密化速率明显降低,此时保压压力的增加不再对相对密度的提高产生影响。(2)较其他三种升温曲线方案,HIP保温温度为1050°C时,CuCr25压坯的流动性好,包套与压坯流动速度差较小,有利于保证工件成形性能,同时压坯等效应力分布较为均匀,包套角落部位由于变形引起的应力集中现象较其他方案有所缓解,降低裂纹缺陷的产生。(3)通过正交实验引入极差分析,得到HIP工艺参数对CuCr25触头致密度的影响强弱排序依次是:RT温度RP压力Rh时间,确定了圆柱状CuCr25触头材料HIP成形的最优工艺参数组合为1050°C×130MPa×升温升压2h,保温保压2h,降温降压2h。(4)对有限元模拟提出的最优工艺方案进行实验验证,通过实验和模拟结果对比分析得出:压坯中心部位相对密度最高,达98.9%,压坯角落及端盖附近的致密度较低,外侧靠近包套部分均匀性较差。CuCr25触头由初始相对密度70%提高到98%以上,平均相对密度误差约为1.4%,模拟结果与实验结果相吻合,验证了本文所建模型体系的有效性和可靠性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 谌启明,杨靖,单先裕,Jan Westerlund;热等静压技术的发展及应用[J];稀有金属与硬质合金;2003年02期
2 孙世杰;;2005年国际热等静压会议在法国巴黎举行[J];粉末冶金工业;2006年03期
3 孙世杰;;第九届国际热等静压研讨会将在美国加利福尼亚召开[J];粉末冶金工业;2007年06期
4 路讯;;瑞典鲍迪克公司投资大型热等静压系统[J];粉末冶金工业;2009年02期
5 马宏;热等静压—现代生产工具[J];稀有金属合金加工;1975年07期
6 王三囡;热等静压[J];机械工程材料;1978年05期
7 俞新法;赵如;;热等静压技术的发展动向[J];重型机械;1983年06期
8 赵文龙;热等静压领域的动态[J];材料工程;1992年06期
9 宋兴海,孙本双;铍的冷热等静压[J];稀有金属与硬质合金;1994年01期
10 廖际常;热等静压生产大型粉末冶金近形产品[J];稀有金属快报;1999年12期
11 施辉献;谢刚;和晓才;于站良;俞小花;;热等静压技术的若干应用及发展趋势[J];云南冶金;2013年05期
12 胡耀波,熊惟皓,张冰,任云青,刘方友,林真;工艺流程对热等静压试样性能的影响[J];硬质合金;2001年03期
13 关明鑫;热等静压在粉末冶金中的应用[J];天津冶金;2001年05期
14 詹志洪;热等静压技术和设备的应用与发展[J];中国钨业;2005年01期
15 ;热等静压技术[J];新技术新工艺;2006年12期
16 谢东华;鲜晓斌;冷邦义;曾家权;李耀强;;热等静压钒的组织和性能研究[J];粉末冶金技术;2007年05期
17 张义文;;热等静压技术新进展[J];粉末冶金工业;2009年04期
18 张羽廷;张鹏程;谢东华;王庆富;刘婷婷;;热等静压对铀基钛镀层的影响[J];稀有金属材料与工程;2010年S1期
19 孙世杰;;第十一届国际热等静压会议将于2014年6月在瑞典斯德哥尔摩市召开[J];粉末冶金工业;2013年01期
20 刘凤英;;热等静压[J];稀有金属合金加工;1978年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董平;陈裕泽;邹觉生;;热等静压复合残余应力分布[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
2 葛昌纯;夏元洛;陈利民;;先进陶瓷的热等静压与我国第一台“双2000”高温热等静压机[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年
3 傅正义;;陶瓷材料的SHS超快速致密化技术(英文)[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文集(一)[C];2007年
4 况春江;钟海林;毕景维;程东凯;匡星;李泉;;粉末冶金高氮不锈钢的研究[A];2009全国粉末冶金学术会议论文集[C];2009年
5 韩翠珍;张胤;王刚;;喷射沉积坯GCr15合金的致密化研究[A];第十三届(2009年)冶金反应工程学会议论文集[C];2009年
6 刘晓明;贺朝君;汪维金;杨宁;朱玉斌;;Mo-15Cu薄板坯液相烧结的致密化行为[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 赵海燕;姚中;虞维扬;黄剑;;烧结FeSiAl致密化过程研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 董平;李瑞文;;热等静压复合残余应力的分布研究[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
9 何晓梅;王卫杰;;铜铬触头材料的分析[A];特种陶瓷及金属封接技术基础和应用研讨会论文集[C];2005年
10 齐志宇;李静;杨大正;;高压热等静压工艺烧结超细WC-10Co硬质合金[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许德美;多晶Be的室温脆性研究[D];东北大学;2015年
2 傅丽华;热等静压Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的组织及其磨损性能研究[D];北京科技大学;2017年
3 王纪超;热等静压法制备CFETR包层第一壁钨/钢模块研究[D];中国科学技术大学;2017年
4 傅丽华;热等静压Cr_3C_2/Ni_3Al复合材料的组织及其磨损性能研究[D];钢铁研究总院;2017年
5 王基维;难加工材料热等静压近净成形工艺基础及零件性能研究[D];华中科技大学;2012年
6 刘潇;铁基烧结材料表面滚压致密化技术及其摩擦磨损和滚动疲劳性能[D];华南理工大学;2016年
7 杜贤武;聚碳硅烷及氧化锆对B_4C热压致密化、结构及性能的影响[D];武汉理工大学;2015年
8 徐崇君;快速升温对材料烧结和合成的影响研究[D];武汉理工大学;2015年
9 刘国承;金属粉末热等静压致密化数值模拟与试验研究[D];华中科技大学;2011年
10 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张院;CuCr触头材料热等静压致密化数值模拟研究[D];西安建筑科技大学;2017年
2 关贺聲;喷射成形双金属复合板准热等静压研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
3 陈海鹏;W-Cu粉末热等静压的数值模拟[D];西安建筑科技大学;2017年
4 吴言;具有功能涂层的Ti6Al4V叶盘热等静压一体化成形工艺研究[D];华中科技大学;2015年
5 黄俊;热等静压整体近净成形Ti6A14V叶盘有限元模拟与性能研究[D];华中科技大学;2015年
6 杨璐;DT300高强度钢粉末冶金法制备工艺研究[D];河南科技大学;2017年
7 邝泉波;高Si含量高温钛合金的粉末冶金制备及其性能研究[D];昆明理工大学;2017年
8 蔺广科;钛合金热等静压近净成形过程数值模拟及制件性能研究[D];华中科技大学;2012年
9 侯志强;热等静压近净成形的模拟研究及实验验证[D];华中科技大学;2011年
10 张会杰;W-30Cu合金的水热合成法制备及致密化工艺研究[D];河南科技大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 周元双;福达引进洋专家应对欧盟指令[N];中国工业报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978