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采用有限元分析DEFORM3D軟件對H65冷軋管過程進行了三維熱力耦合有限元數值模擬。獲得了H65黃銅管冷軋成形過程中的金屬流動規律、溫度和應力分布,結合生產試驗,對冷軋管缺陷形成原因進行了較深入的研究。研究表明:良好組織和性能的鑄錠質量是成功實現H65黃銅管冷軋開坯的前提,鑄錠組織中β相應控制在0%～20%之內;冷軋管因塑性變形熱和摩擦生熱引發的溫升高達300℃而析出β',脆性相,這是冷軋管產生周期性橫向裂紋的原因之一;孔型開口部位的管坯軸向承受較大的拉應力,這是冷軋管產生表面周期性橫向裂紋的另一個原因;當送進量為2～6mm能顯著降低孔型開口處的附加拉應力。
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圖3-b可以看出,孔型脊部區域的管坯內表面溫度明顯高于外表面,這主要是由于外表面摩擦較小,而內表面的摩擦相對較大,產生的摩擦熱遠遠大于外表面。由此可知,對于減壁量不大的皮爾格冷軋管,引起金屬溫度變化的主要因素不是塑性功的轉化而是由于摩擦所引起的,因此實際生產中應加強對管坯表面的潤滑,以免產生過高的溫升。H65黃銅在200℃～700℃會發生脆性轉變,如果實際冷軋管生產中,管坯變形區的溫度出現如圖3所示的情況,即使工作應力較小,也可能超過材料此時的強度極限,從而產生如圖4所示的周期性橫向裂紋。
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