[發明專利]一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法

在審

• 申請號: 202111127764.3
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113935208A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 王瑞章;楊凱;章小峰;江雁;黃貞益;唐立志
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G16C60/00;G06F111/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 談倩;任立

1.一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：包括：

一、建立數值模擬系統，采用CAD軟件建立軋輥和軋件的幾何模型；

二、在MSC.Marc的前處理器中依據軋輥與軋件的材料特性，設置部件之間的相互作用，設置分析步和載荷；在軸承鋼棒材軋制過程中設定軋件屬性為塑性、軋輥為剛性；然后對摩擦因素進行定義，選擇剪切摩擦，設定軋輥與軋件間接觸換熱，由于軋件與軋輥呈現出對稱性的特點，研究對象可選用1/4軋件和1/2軋輥，并以此建立有限元軋制模型；

三、根據實際軋制條件向數值模擬系統輸入邊界條件、材料參數、工藝參數；在軋制過程中，由于金屬產生塑性變形使得軋件溫度升高，熱功的換熱系數0.9，軋件在軋制過程中會與軋輥接觸，從而產生摩擦生成熱，將該部分熱量平均分至軋件和軋輥接觸體上接觸；

四、進行網格劃分，利用MSC.Marc有限元軟件中默認的網格類型進行網格劃分，網格類型為八節點六面體；

五、根據不同初始軋制溫度參數，對軸承鋼棒材軋制過程進行有限元數值模擬，獲得軸承鋼的應力、應變分布規律，溫度場和軋制力分布規律，對軸承鋼棒材表面發紋形成原因進行分析。

2.根據權利要求1所述的一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：所述步驟一，將初始橫截面尺寸為250mm×300mm的坯料，五架次軋機按平（H）—立（V）模式交替布置，采用箱形-橢圓-圓孔型系統。

3.根據權利要求1所述的一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：所述步驟二，軋件與軋輥的摩擦系數設為0.7，等效換熱系數9.5kw/m²·℃。

4.根據權利要求1所述的一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：所述步驟三，設置軋輥溫度250℃、環境溫度25℃。

5.根據權利要求1所述的一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：所述步驟三，模擬實驗工藝參數如下：

道次1：輥縫30mm，軋制線速度0.264m/s，延伸系數1.13，軋輥直徑950mm；

道次2：輥縫30mm，軋制線速度0.303m/s，延伸系數1.21，軋輥直徑870mm；

道次3：輥縫30mm，軋制線速度0.352m/s，延伸系數1.18，軋輥直徑900mm；

道次4：輥縫25mm，軋制線速度0.456m/s，延伸系數1.33，軋輥直徑800mm；

道次5：輥縫25mm，軋制線速度0.600m/s，延伸系數1.32，軋輥直徑800mm。

6.根據權利要求1所述的一種預測軸承鋼棒材表面發紋形成原因的方法，其特征在于：所述步驟四，設置坯料長度為3500mm，劃分33600個單元。