近日，我院张立军教授团队在汽车发动机风扇带轮铲旋工艺方面取得重要进展，相关研究成果《主动铲旋旋压工艺：塑变行为、微观结构和力学性能》（Active shovel spinning process: Plastic deformation behavior, microstructure, and properties）发表在《Thin-Walled Structures》。《Thin-Walled Structures》是工程技术领域的国际顶级期刊，目前影响因子为5.7（SCI一区TOP）。论文第一作者和通讯作者为张立军教授，论文第二作者为2022级硕士学生李陆宽。中国石油大学（华东）为第一署名单位，青岛黄海学院、加拿大纽芬兰纪念大学和莱州龙生汽车零部件有限公司为共同合作单位，该研究得到山东省重点研发计划（科技型中小企业创新能力提升工程）项目资助。
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新能源的快速发展，使节能减排和轻量化设计成为汽车发展的趋势。本文提出的主动铲旋旋压新工艺主要应用于像发动机风扇总成带轮，张紧轮，水泵皮带轮等这类带筒薄盘件的的整体成形，其过程包括薄板减薄和筒体的铲擀隆起，从而为解决传统铸造和拼焊工艺重量大、工序复杂及焊缝成形质等量问题成为可能。
主动铲旋旋压原理图
光镜OM试样取样位置及结果。(a)毛坯取样位置。(b)工件取样位置。(c)毛坯OM结果。(d)工件隆起区的OM结果。(e)工件减薄区OM结果。
力学性能
主动铲旋旋压工艺在使晶粒细化、均匀化及隆起区域晶粒纵横比增加同时，促使成形区内极限抗拉强度显著提高，其中环向力学性能提升大于径向，σUTS1-CD提高了48%，σUTS2-CD提高了31%。另外，本文深化探究了该工艺的金属流动特性、应力应变状态及不同区域的分布演变和微观机制等内容，为带筒薄盘件的一体化成形提供了研究新思路。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.tws.2024.112714
