三辊Y型轧机,由三个互成120°的盘状轧辊组成,轧辊布置如Y型。轧件在三辊Y型轧机孔型中变形均匀,宽展小,尺寸精度高,而且轧机设备紧凑,轧件温降小,有效地保证了轧制温度,因此该轧机尤其适合用来轧制塑性差、难变形的金属材料,如不锈钢,钨钼钛等。
目前,有限元仿真技术广泛应用于金属塑性成形领域,能够较准确预测和描述金属塑性变形过程,超前再现变形过程,具有低成本、开发周期短等优点[3]。本文采用大型弹塑性有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对三辊Y型轧机平三角-圆孔型轧制钛合金棒材过程进行有限元模拟,分析了轧件在孔型中的变形受力状态,包括金属横向流动、纵向流动及应力应变、轧制力等。
(1)借助于有限元软件对三辊Y型轧机平三角-圆孔型系统进行了模拟分析,从而得到了变形区轧件在轧制过程中金属流动、应力应变、轧制力的变化趋势。
(2)平三角-圆孔型系统生产钛合金棒材是可行的,棒材在平三角孔型中的金属横向流动性优于在圆孔型中的,但在平三角孔型中的金属纵向流动波动大于在圆孔型中的。
(3)除了平三角-圆孔型系统,还可尝试将其他孔型系统(如弧三角-圆、平三角-圆4瓜三角-圆等),应用于钛合金棒材生产。
采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对三辊Y型轧机平三角-圆孔型系统轧制钛合金TC4钛棒工艺进行模拟,研究了棒材在平三角-圆孔型中的金属流动、应力应变、轧制力等轧制参数。模拟结果表明:采用平三角-圆孔型系统生产钛合金棒材是可行的,为新产品轧制方案及孔型设计提供了分析依据。