第11期 毕重武等：NT合金线材无模拉拔加工过程热力耦合数值模拟 ,1253 域越大，其温度梯度较小，不利于拉拔成形过程的稳 0.50mm·s-1、加热区温度900℃和冷热源距离 定，加工线材直径的波动就越大；反之，c一d区域越 10mm时，不同冷却水流量下NiTi合金线材无模拉 小，其间的温度梯度越大，越有利于无模拉拔加工过 拔加工后线径的变化情况，由图可见，在本实验条 程线材的稳定，加工线材的直径越不易产生波动. 件下，冷却水流量的变化对NTi合金线材无模拉拔 图9所示为拉拔速度0.91mms1、进料速度 加工线径的波动影响不大 (a) (b) 图9冷却水流量对成品线材直径的影响.(a)20Lh-1:(b)64Lh-1 Fig.9 Influence of cooling water flow-rate on the deformed wire diameter:(a)20Lh;(b)64Lh 4.3拉拔速度对无模拉拔加工过程的影响 随着拉拔速度1的增大而减小，在拉拔速度为 图10所示为进料速度0.5mms1、加热区温 0.76mms时，被拉拔线材线径均匀.随着拉拔速 度900℃、冷却水流量20L·h-1和冷热源距离 度1的增大在拉拔初期线材易出现颈缩现象，且整 l0mm时不同拉拔速度条件下NiTi合金线材无模 个拉拔过程中线材线径波动程度增大，如 拉拔过程的变形情况，由图10可知，NTi合金线径 图10(b)~(e)所示 Φ4.90mm (a) 4.78mm (b) 4.52mm (© 14 (d) (e) 图10不同拉拔速度时NiTi合金线材直径波动情况.(a)1=0.76mms1;(b)p1=0.82mms1:(c)01=0.91mms-1;(d)o1=1.00 mms-1;(e)o1=1.24mms-1 Fig-10 Wire diameters of the NiTi shape alloy at different drawing speeds:(a)v1-0.76mms (b)v1-0.82mms;(c)1=0.91mm. s;(d)v1=1.00mms1;(e)1=1.24mms1 5实验验证 线径的模拟结果与实验结果的比较，可以看出，模 拟结果与实验结果的最大偏差在0.l0mm以内，二 在自行研制的连续式无模拉拔设备上进行了 者符合得较好，通过实验验证可知，本文所建立的 NiTi合金线材加工实验.图11(a)和(b)分别为进 NTi合金材料数据库，以及采用该数据库建立的热 料速度0.5mms1、加热区温度900℃、冷却水流 力耦合模型能够准确地模拟NTi合金线材无模拉 量20Lh和冷热源距离10mm条件下，拉拔速度 拔加工过程 分别为0.76mms和0.91mms时，NiTi合金域越大‚其温度梯度较小‚不利于拉拔成形过程的稳 定‚加工线材直径的波动就越大；反之‚c－d 区域越 小‚其间的温度梯度越大‚越有利于无模拉拔加工过 程线材的稳定‚加工线材的直径越不易产生波动． 图9所示为拉拔速度0∙91mm·s －1、进料速度 0∙50mm·s －1、加热区温度900℃和冷热源距离 10mm 时‚不同冷却水流量下 NiTi 合金线材无模拉 拔加工后线径的变化情况．由图可见‚在本实验条 件下‚冷却水流量的变化对 NiTi 合金线材无模拉拔 加工线径的波动影响不大． 图9 冷却水流量对成品线材直径的影响．（a）20L·h －1；（b）64L·h －1 Fig．9 Influence of cooling water flow-rate on the deformed wire diameter：（a）20L·h －1；（b）64L·h －1 4∙3 拉拔速度对无模拉拔加工过程的影响 图10所示为进料速度0∙5mm·s －1、加热区温 度900℃、冷却水流量 20L·h －1和冷热源距离 10mm时不同拉拔速度条件下 NiTi 合金线材无模 拉拔过程的变形情况．由图10可知‚NiTi 合金线径 随着拉拔速度 v1 的增大而减小‚在拉拔速度为 0∙76mm·s －1时‚被拉拔线材线径均匀．随着拉拔速 度 v1 的增大在拉拔初期线材易出现颈缩现象‚且整 个 拉 拔 过 程 中 线 材 线 径 波 动 程 度 增 大‚如 图10（b）～（e）所示． 图10 不同拉拔速度时 NiTi 合金线材直径波动情况．（a） v1＝0∙76mm·s －1；（b） v1＝0∙82mm·s －1；（c） v1＝0∙91mm·s －1；（d） v1＝1∙00 mm·s －1；（e） v1＝1∙24mm·s －1 Fig．10 Wire diameters of the NiTi shape alloy at different drawing speeds：（a） v1＝0∙76mm·s －1；（b） v1＝0∙82mm·s －1；（c） v1＝0∙91mm· s －1；（d） v1＝1∙00mm·s －1；（e） v1＝1∙24mm·s －1 5 实验验证 在自行研制的连续式无模拉拔设备上进行了 NiTi 合金线材加工实验．图11（a）和（b）分别为进 料速度0∙5mm·s －1、加热区温度900℃、冷却水流 量20L·h －1和冷热源距离10mm 条件下‚拉拔速度 分别为0∙76mm·s －1和0∙91mm·s －1时‚NiTi 合金 线径的模拟结果与实验结果的比较．可以看出‚模 拟结果与实验结果的最大偏差在0∙10mm 以内‚二 者符合得较好．通过实验验证可知‚本文所建立的 NiTi 合金材料数据库‚以及采用该数据库建立的热 力耦合模型能够准确地模拟 NiTi 合金线材无模拉 拔加工过程． 第11期 毕重武等： NiTi 合金线材无模拉拔加工过程热力耦合数值模拟 ·1253·