动态淬火介质冷却特性及换热系数的研究

为了研究工业生产条件下淬火油在不同流速下的冷却特性曲线及换热系数 ,用超声波多普勒流量计测定了淬火油槽的流速 ,按ISO9950标准测定冷却特性曲线 ,用 1 2 0mm× 1 2 0mm× 2 0mm平板状试样和反传热法测定与计算了换热系数。结果表明 ,随着介质流速的增加冷却特性曲线的冷速最大值及换热系数的最大值均呈增加趋势 ,当搅拌使介质中产生气泡时 ,介质的冷却能力明显降低。最后指出换热系数曲线能更好地反映表面热量传递的真实情况。

淬火槽中介质流速的测量及流速场的模拟

为了研究淬火槽中流速场的分布状态 ,提高流体均匀性 ,采用超声波多普勒流速测定仪对螺旋桨搅拌状态下的介质流速进行了测量 ,用有限元法对流速场进行了模拟 ,并根据模拟结果对均流片的设置进行了改进。结果表明 ,试验选用的超声波多普勒流速测定仪及其测量方法适合于测量工业淬火槽的介质流速 ;

淬火油动态下换热系数的测量及计算

为了测量和计算工业条件下淬火油在不同流速下的换热系数 ,采用超声波多普勒流量计测定了介质的流速 ,用 12 0× 12 0× 2 0 (mm)平板状试样和反传热法测定与计算了换热系数。结果表明 ,换热系数曲线能更好地反映表面热量传递的真实情况 ;随着介质流速的增加 ,换热系数的最大值呈增加趋势 ,当搅拌使介质中产生气泡时 ,介质的换热系数明显降低。

用冷却曲线估测动态条件下淬火油的淬火烈度

对淬火油在不同流速下的冷却曲线和淬火烈度进行了测量 ,建立了硬化能力、淬火烈度与介质流速三者之间的关系。结果表明 ,淬火油的淬火烈度H值与建立在冷却曲线基础上的硬化能力HP值均随介质流速的增加而增加 ,二者增加的斜率相近。因此 ,在测得冷却曲线的前提下 。

数字化淬火冷却控制技术的应用

通过对淬火冷却控制技术应用实例—控时浸淬技术、双介质单循环淬火冷却技术、强烈淬火技术和预冷与循环控时淬火冷却技术文献综述和结合作者在该领域研究工作的经验,分析了数字化淬火冷却控制技术的特点,探讨了数字化淬火冷却控制技术的概念,提出了实施数字化淬火冷却控制技术的工艺思路,希望能为开展该领域的研究和应用提供参考。

淬火冷却技术的研究进展

本文综述了国内外冷却技术发展概况。分为六个部分 :水溶性聚合物类淬火介质的工业应用、淬火介质性能测试技术及其评价方法、冷却过程模拟技术、控制冷却技术及特殊冷却方法、冷却技术及设备在我国的推广应用、发展趋势。

采用热油搅拌淬火提高齿轮产品质量

本文通过大量的试验,研究了淬火烈度和介质温度对渗碳淬火齿轮性能的影响。试验结果表明,适当提高淬火烈度和介质温度,可以明显增加齿轮的有效硬化层深度,有利于减小变形量,并且由于变形量的减小而使精加工成本大幅度降低,使接触疲劳强度也得以改善。

淬火油槽的发展及应用

过去热处理行业的研究方向多集中在加热工艺和设备上.近几年来对淬火冷却介质的研究、开发亦取得了可喜的成绩.但对淬火冷却设备方面的研究报导却甚少,这在很大程度上制约了淬火冷却设备的改造与更新,且影响淬火产品质量的提高.因此很有必要开展淬火冷却设备的研究开发工作.1

不同冷却方式下换热系数的测量与计算

为了研究不同冷却方式下的换热系数,设计了一套可以测量空冷、水淬以及不同压力下喷气淬火下冷却曲线的试验装置,试验中测量的探头采用120mm×120mm×20mm奥氏体不锈钢方板。该探头经有限元(FEM)计算验证了其一维传热特性后,用来测量上述几种冷却方式下的冷却曲线,并用反传热法(IHCM)和集中热容法(LHCM)进行换热系数的计算与分析,比较了不同压力下喷气淬火的换热系数。实验结果表明,当毕欧数Bi<0.1时集中热容法是适用的,反之则不适用;在喷气淬火时,压力越大,表面换热系数也越大。

水在不同温度和流速下冷却能力的测量

为了研究水在不同温度和不同流速下的冷却特性,采用标准镍合金探头和淬火介质动态冷却特性测定仪,分别对水在不同温度和不同流速下的冷却曲线进行了测量,并对其冷却特性进行了定性分析和定量计算。结果表明：水温变化对水的冷却能力的影响明显高于流速变化对其的影响;静止水在水温60-70℃区间的冷却能力发生突变;水温和流速对水的冷却能力的影响可以用硬化能力值和冷却曲线面积定量表示。

热处理信息化若干问题的思考

通过对有关热处理信息化若干问题的讨论 ,指出热处理信息化是制造业信息化的重要环节 ,热处理计算机模拟是其核心。计算机模拟促使热处理向多学科交叉的综合性科学技术方向发展。热处理虚拟生产的逐步普及 ,不仅将以前所未有的效益和创新程度提升热处理的技术水平 ,而且将使整个制造业的虚拟制造趋于完整 。

Cu-2．32Ni-0．57Si-0．05P合金的时效行为

对Cu-2.32Ni-0.57Si-0.05P合金经不同程度的变形和不同工艺时效处理后的显微硬度、电导率和抗拉强度进行了测试,在TEM、SEM下对合金析出相进行了观察和分析。结果表明,形变和时效综合作用能显著提高该合金的综合性能。该合金经900℃×1h固溶处理、经不同预冷变形后,在450℃时效可获得良好的综合性能。当变形量为80%,在450℃下时效1h,其显微硬度和电导率分别可达HV240和23.78MS/m;当变形量为40%,在450℃下时效1h,其抗拉强度达到568MPa。时效过程中的析出相为δ-Ni2Si相,颗粒细小、呈弥散分布,且随时效时间的延长逐渐长大。

20CrMnTi钢压辊深层稀土硼碳氮共渗

对20CrMnTi钢深层稀土硼碳氮共渗工艺进行了研究,并对其共渗层的组织、硬度及耐磨性和耐腐蚀性能进行了测试与分析。结果表明,与碳氮共渗工艺相比,深层稀土硼碳氮共渗层的硬度、耐磨性和耐蚀性明显提高。将其应用于20CrMnTi钢粮机压辊,模具寿命提高了40%,取得了较好的经济效益。

预硬型塑料模具718钢回火硬度变化规律的研究

为了验证计算机模拟所制定的针对大型塑料模具718钢的热处理工艺的可行性，采用特殊的端淬装置和端淬试棒进行特定工艺的淬火冷却，模拟大型塑料模具718钢在淬火过程中的温度场及组织变化。本文是在端淬试验的基础上，对淬火后的端淬试棒硬度随回火工艺变化的规律进行了研究，得出了保证718钢淬火和高温同火后硬度达到不同硬度差范围的回火工艺。

气淬过程中换热系数的数值模拟

为了研究淬火时流体与工件的对流换热,用计算流体的数值方法(CFD)对空气喷射平板探头的淬火传热过程做了模拟计算,得到了流体与平板探头之间的随平板温度和平板表面位置变化的换热系数,与试验结果比较吻合,应用模拟计算可简单准确地了解气体淬火传热过程,为制定气淬工艺提供参考依据,应该成为气淬过程重要的研究手段。

42CrMo4钢轴类件控时淬火冷却工艺的设计

为解决大尺寸合金钢件油淬后力学性能达不到要求、水淬易开裂的问题,介绍了一种以水和空气作为淬火介质的预冷循环控时淬火冷却方法。针对准210mm的42CrMo4钢轴类件,利用数值模拟方法设计淬火冷却工艺,并进行了实际件的淬火冷却试验。通过计算结果和实测数据的对比分析表明,采用预冷循环控时淬火冷却方法可以在避免淬火开裂的同时在一定范围内调整其力学性能。

真空热处理炉传热的三维数值模拟

为了分析真空热处理炉内加热工件的温度场,将包括工件在内的整个真空热处理炉作为模拟对象建立了一个三维的数值模型。该模型集成了一个控制炉温的PID模块,并且考虑了热物性参数的非线性因素。基于一商业软件,对工件、真空热处理炉的隔热层、加热管等的瞬态传热过程进行了数值模拟,并与实测值进行了对比,两者基本吻合。最后,根据模拟结果提出了优化的加热工艺参数。

塑料模具钢大模块的水冷复合间隙淬火技术

以计算机模拟为基础,在大模块塑料模具钢的热处理过程中,采用复合水冷替代传统的水淬油冷,研制了相对应的生产设备以及控制工艺,并已成功应用于工业生产中。

淬火纵向裂纹的有限元模拟

淬火纵向裂纹在热处理工业中十分常见。本工作结合实验和有限元模拟的方法对16 mm直径的42CrMo圆柱件在不同的淬火介质(清水、油、盐水单液淬火和清水-油双液淬火)及淬火工艺下的淬火开裂现象进行了研究。经过清水淬火后的圆柱件均出现了纵向裂纹,但经油、盐水和清水-油双液淬火后的试样均未出现裂纹。通过有限元方法对以上不同淬火工艺的淬火应力进行了计算,根据计算结果对全淬透淬火件的淬火应力分布进行了分析。残余应力计算结果表明,42CrMo圆柱件在清水中淬火开裂的原因是由其表面较高的拉应力引起;经盐水淬火后的试样表面应力状态为压应力,其对淬火开裂的预防具有有益作用。基于淬火开裂实验和热应力及相变应力的计算结果,提出了两种预防全淬透件纵向开裂的方法。通过分析样品在清水淬火时的瞬时应力,对淬火开裂时的时间进行了估计。

不同搅拌方式下冷却曲线的测量与比较

采用根据ASTMD 64 82的Tensi法和ASTMD 65 49的Drayton法制造的试验设备 ,应用ISO 995 0标准制成的Inconel60 0合金探头 ,测量了不同流速淬火油的冷却曲线 ,并对两种搅拌方法测量的数据进行了对比分析结果表明 ,两种方法均可较好地反映淬火油的冷却特性 ,在对流阶段采用Drayton法测量的冷却曲线的重复性明显高于Tensi法。Drayton法中所采用的2 5mm测量区域对介质流速影响较大 ,建议测量区域改为5 0mm。