[发明专利]一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟方法及其验证方法

说明书

本发明公开了一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟方法及其验证方法，属于金属制造研究领域。本发明旨在通过获取轧制和冷却过程中铜管件某位置晶粒大小和分布情况检验对应位置所经历温度变化过程(即热循环曲线)。利用ABAQUS建立数值仿真模型，按照数值模拟得到的热循环曲线对铜管件进行热模拟实验，对热模拟后的铜管件进行金相实验，通过对比分析铜管件成品和铜管件试品的金相组织，间接的验证数值模拟的准确性，并得到相应的参数模拟方法，甚至以此模拟方法间接得到轧件的温度场分布情况。

技术领域

本发明属于金属制造研究领域，涉及一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟方法及其验证方法。

背景技术

在铜管轧制和冷却的实际生产过程中，为了保证生产安全，轧机是一个封闭的工作空间，为了防止轧件从轧头伸出后在空气中氧化造成表面不光亮，冷却水套也是一个密闭的空间，再加上轧件在整个轧制和冷却过程中是一个运动的过程，因此很难通过测温实验直接测得轧制和冷却过程中轧件的温度分布，而现有技术中存在利用软件分析来获得轧件内表面的温度数据，由于在软件分析过程无法验证分析过程的准确性，所以通过软件分析得到的温度数据难以直接替代实验得到的数据；也无法直接进行对比分析。

发明内容

本发明提供了一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟的方法及其验证方法，旨在通过获取轧制和冷却过程中铜管件某位置晶粒大小和分布情况检验对应位置所经历温度变化过程(即热循环曲线)。利用ABAQUS建立数值仿真模型，按照数值模拟得到的热循环曲线对铜管件进行热模拟实验，对热模拟后的铜管件进行金相实验，通过对比分析铜管件成品和铜管件试品的金相组织，间接的验证数值模拟的准确性，并得到相应的参数模拟方法，甚至以此模拟方法间接得到轧件的温度场分布情况。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟的验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，参数获取

获得经过轧制、冷却过程的铜管件成品，进行金相实验测定其晶粒度α1，并获取此铜管件成品在轧制、冷却过程中的工厂生产工艺参数；

步骤2，仿真模型建立

根据步骤1获取的参数，在ABAQUS上建立轧制、冷却过程中的仿真模型，并确定模拟参数；

步骤3，模拟过程

选择铜管件试品，按照步骤2建立的仿真模型模拟得到的热循环曲线进行热模拟试验，然后进行金相实验测定铜管件试品的晶粒度α2；

步骤4，验证过程

设定晶粒容差率，比较步骤1中的晶粒度α1与步骤3中的晶粒度α2的误差δ，并将误差δ与晶粒容差率比较，若误差δ小于晶粒容差率，则证明仿真模型和模拟参数准确；若误差大于晶粒容差率，则证明则证明仿真模型和/或模拟参数不准确。

进一步技术方案在于，所述金相实验中需对铜管件进行铜管处理，观测并拍摄铜管件的组织图片，判断金相组织分布是否合理，若铜管件组织分布不合理，则重新进行铜管处理并再次观测和拍摄组织的图片，若铜管件组织分布合理，则指定晶粒度测量线段并计算晶粒线密度。

进一步技术方案在于，所述铜管处理包括使用粗砂纸和细砂纸磨光铜管件平面、使用抛光机对铜管件金相面进行抛光直至铜管件金相面光亮如铜镜一般，使用化学试剂侵蚀铜管件金相面。

本发明还提供了技术方案：一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟的方法，其特征在于：在上述所述的一种铜管轧制和冷却过程中参数模拟的验证方法中，利用验证过程中误差与设定容差率比较，确定仿真模型以及仿真模型内的模拟参数；