刘志林 ， 何凯 ， 文继有 ， 仝悦 ， 寻坚 ， 胡汉全 ， 林高用

（1. 中南大学材料科学与工程学院， 长沙 410083；2. 江阴和宏精工科技有限公司，江苏 无锡 214423）

大口径BFe10-1-1 白铜管具有优异的力学性能和耐海水腐蚀性能，产品附加值高，市场需求大，已被广泛应用于海洋装备工程[1-2]。 目前国内主要通过内外模共同作用的扩径技术生产大口径白铜管， 但在扩径生产技术和生产规格上， 国内和国外都存在一定的差距。 国内中铝洛铜和高新张铜都具备生产Φ324 mm 的大口径白铜管的能力[3]。法国某公司可生产Φ400 mm 的白铜管材， 德国也已研制出Φ559 mm 的大口径白铜管材， 不过主要用于军工行业，且生产保密[3-4]。

近年来，国内外研究人员针对小口径BFe10-1-1 白铜管的扩径工艺和模具设计进行了一系列的研究[5-8]。 例如，李升燕和A. Karrech 通过主应力法推导出白铜管的扩径力解析式，并以实验为基础，模拟为延伸，验证了白铜管（Φ30 mm 和Φ10 mm）拉拔式扩径的仿真模型和扩径力解析式的正确性[9－10]。A. Scattina通过有限元模拟研究芯模的几何形状和管坯具有的几何误差对热交换用白铜管（Φ15.85 mm）的压入式扩径过程的影响， 发现芯模的圆角半径是减小扩径力的最关键因素， 管的几何误差会降低换热器的效能发挥， 同时模拟结果和实验测试结果表现出很好的一致性[11]。

针对国内仅有极少数企业具备大口径白铜管的生产能力，且对大口径白铜管的无外模扩径拉拔生产技术研究较少的现象[12]，本文基于Deform-3D 有限元软件进行大口径薄壁白铜管5 个道次的无外模扩径拉拔数值模拟，并结合有外模作用下实际生产大口径薄壁白铜管的部分扩径工艺参数，重点研究大口径薄壁白铜管在扩径过程中周向应力的演变规律及管材减壁量与扩径量的定量关系，以期为实际生产提供参考。……