创新方法triz在提高无缝管扩口率中的应用

创新方法triz应用流程：

1 系统分析

1.1 因果链分析

为导致TA18管扩口率小于60%的因果链,从因果链中可以看出直接原因:管材表面有缺陷或组织异常;退火温度不适宜.

通过因果链分析,可得到的启示方案有:①控制退火温度保证材料的强度和塑性匹配达到最佳;②在选择挤压管坯时,选取尺寸均匀的,这样组织也比较均匀一致;③加强镗孔和表面处理,确保管材表面无裂纹和划痕等缺陷.

1.2 功能分析

本研究是关于产品生产过程中的技术性能问题,而不是单纯的某一个机械产品或加工制造类产品,因此没有进行基于组件的功能分析,而是进行基于FAST的功能分析.

定义功能:制备管材(改变形状,改变内部结构排列)

搜索可用的方法:浇铸法、挤压法、拉拔法、轧制法、锻造法(旋锻、快锻、模锻和自由锻)、焊接法、机加钻孔法、斜轧穿孔法、粉末成型法、激光快速成型法.

功能分类:熔炼浇铸法、粉末冶金法、塑性加工法、3D打印法.

通过以上的基于FAST的功能分析发现,制备管材的方法很多,每种方法都有各自的特点,因此可以利用这些特点进行对本研究课题有利的组合和借鉴.

2 小人法

对TA18成品管的微观结构进行小人模型图的绘制,具体见图3.图3a为目前实际管材横截面的微观组织小人模型,在该小人模型图中每个小人的大小不一样,而且每个小人之间的排列也是杂乱无章的,每个小人之间没有紧密结合,这样在受到外力作用时,如扩口或压扁时,每个小人之间由于结合力低,容易被外力突破,也就造成扩口率仅维持在30%左右,满足不了客户要求的60%的指标.图3b为通过小人法得到的理想的TA18成品管横截面的微观组织小人模型图,这一模型的好处是每个小人大小一样,而且每个小人之间互相连接在一起,这样在受到外力作用时,每个小人受力比较均匀,而且会互相之间协调和分配力,这样能进一步提高扩口率,有望达到60%的目标.

通过小人法,可得到的启示方案有:①制备铸锭时,通过调整坩埚浇注系统,得到晶粒细小的铸锭;②通过改变熔炼方式得到有织构倾向的铸锭;③通过锻造+机加的方式选择组织均匀、晶粒大小一致的管坯;④选择挤压管坯尺寸、组织均匀部位,在后续加工过程中,产生管材织构;⑤轧制过程中增加两辊轧制道次,缩减多辊轧制道次,控制好Q值,产生周向织构.