高锰钢辙叉淬火冷却过程模拟及淬火设备优化

高锰钢导热性能较差,导致辙叉在淬火时心部冷却速度较慢,容易在心部产生超标碳化物。通过热模拟试验和有限元数值模拟分析了高锰钢冷却过程中的显微组织和温度变化情况。热模拟试验结果表明:随着冷却速度增加,高锰钢析出碳化物逐渐减少,在5℃/s冷却速度下,析出碳化物级别为X2级。根据有限元模拟结果改进了冷却设备,使改进后的高锰钢心部冷却速度达到5℃/s,心部析出碳化物级别由X3级提升到X2级,力学性能得到提高,从而提高了高锰钢辙叉的产品质量。

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。

中厚板辊式淬火机淬火过程的冷却机理

针对中厚板辊式淬火机淬火工艺过程,在分析淬火喷水系统射流流场结构及换热特性的基础上,阐明其淬火过程的热交换机理主要为射流冲击换热。并结合实际工况参数,通过模拟分析不同淬火冷却条件对中厚钢板温度场及应力场的影响规律,指出高压淬火区的高强度冷却是板材内部应力产生的主要因素。研究表明辊式淬火机淬火过程的冷却机理在于:在淬火钢板800～500℃的温度区间,采用高压淬火区高强度冷却,有利于钢板获得大于临界淬火速度的高冷却速率,以避免发生其它类型的组织转变;在500℃以下的温度区间,采用低压淬火区慢冷,有利于减小钢板的热应力和马氏体转变过程中产生的组织应力,从而降低钢板在马氏体转变过程中的综合内应力,减小钢板变形倾向。

缝隙冲击射流换热数值模拟

采用标准k-ε模型对非淹没缝隙射流冲击区单相对流换热进行数值模拟.考虑冲击区对流换热的因素有射流的速度、射流出口距冲击板的距离(高度)、喷嘴的宽度、射流出口速度方向与冲击板之间的夹角、冲击板的温度及水温等.研究结果表明:射流速度对冲击区的换热影响最显著,其次是水温及喷嘴的宽度,而射流出口速度方向与冲击板的夹角只影响局部换热系数的分布.

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。

先进冷却系统供水管路及喷嘴集管出口流速均匀性研究

根据现场实测数据对先进冷却系统(ADCOS)喷嘴集管及供水管路流场进行有限元计算,对流量分配管和喷嘴供水管在不同直径、不同入口流速条件下的流体状态进行了对比分析,得到了满足喷嘴集管需求的喷嘴供水管直径,为喷嘴集管的入口流态均匀性提供了保证,并研究了在此入口条件下具备多层阻尼结构的喷嘴集管的稳态流场状态,经过对喷嘴出口流速数据进行分析,可看出在设备能力区间,喷嘴集管出口流速具有良好的均匀性,标准差最大为0.2692,最小为0.0982.

基于同步马达的液压多缸同步提升系统仿真研究

同步马达在多液压缸同步控制中具有广泛的应用,但由于各液压缸之间的工况差异,偶尔造成同步误差偏大且难以解决的问题。利用MATLAB建立同步马达控制四缸同步提升系统的SimHydraulics模型并进行仿真研究,通过控制变量法研究确定了同步马达控制方式下同步误差的主要影响因素,并在此基础上提出一种基于均值偏差进行换向阀流量补偿的控制策略。仿真结果表明,该控制策略能够有效消除由于工况差异造成的同步误差。

基于PLC的齿轮淬火压床控制系统改造及油温控制

针对齿轮淬火压床原控制系统老化、故障难以检测及油温控制不稳定等问题。采用PLC及触摸屏对其控制系统进行改造。提出用变频器调节冷却电机转速来控制淬火油温,并配备机械手,提高了设备自动化程度。经改造该压床具有良好的人机交互功能、自动化程度高等特点。实际运行情况良好。

中厚板无约束淬火冷却过程温度场有限元模拟

针对中厚钢板无约束淬火冷却过程温度场变化情况,建立了钢板冷却二维传热过程数学模型,采用有限元分析方法,对钢板二维温度场进行了数值模拟,得到钢板在空冷-水冷-空冷返红条件下的温度-时间曲线、瞬态温度场分布、上表面与中心温差-时间曲线及上、下表面温差-时间曲线,为中厚钢板淬火冷却温度预测和控制提供了依据,为制定合理的淬火工艺提供了有力的指导。

大截面多腔体铝合金在线淬火装置

论述了在线淬火设备的特点。针对复杂大截面多腔体铝合金在挤压淬火过程中容易变形的问题,设计了大截面多腔体铝合金在线淬火装置。介绍了装置结构,给出了装置优点。这一在线淬火装置具有多通道、可升降、角度可调节的特点。通过实践证明,大截面多腔体铝合金在线淬火装置具有结构简单、淬火均匀、型材变形小、工艺可控可调等优点,能够有效提高铝合金产品的韧性、塑性等,并且提高挤压过程成品率,降低生产成本。

宽厚板厂淬火机控制系统及功能实现

文章基于南京钢铁股份有限公司的宽厚板厂淬火机设备,从钢结构框架、输送辊道、喷水系统等多个方面详细阐述了其控制系统及功能实现。通过自动化控制系统的三级结构、基础自动化系统的硬件与软件配置、淬火模式的选择等措施,有效保障了淬火机在生产过程中的稳定运行,提高了生产效率,保证了钢板质量,为钢铁工业的发展作出了积极贡献。

热处理变形控制工艺优化装置设计与研究

热处理工装是保持和提高复杂结构铸件精度的关键技术装备。为消除长度大、壁厚小、型面结构复杂的铸件在机械加工过程中带来的应力,本文结合计算机辅助方法,分析典型零件热处理变形的影响因素,设计和制造热处理工艺优化专用装置。同时,结合实际热处理形变程度,不断完善设计方案。通过测试热处理前后铸件型面变形量的大小,最终确定了适用铸件的热处理变形控制工艺优化装置,极大程度地消除了零件的残余应力,减小了热处理过程中的变形量。

基于温度场分布的淬火炉温度智能控制系统

本文从传热学的角度推导出24m大型模压锻件淬火炉内辐射—对流复合传热过程的数学模型,通过数值分析计算出不同初始输入条件下的炉内径向温度场分布,利用该分析结果修正并优化淬火炉智能控制系统的控制参数,在此基础上设计出一种基于温度场分布的淬火炉智能控制系统。简要介绍了该控制系统的组成、设计方案及工作原理。运行结果表明,该系统的温度控制精度达到±0.2％,满足了波音公司对铝合金模压锻件淬火炉温度控制的要求。

超宽狭缝式喷嘴流场数值模拟和射流速度凸度控制

为了开发具有高强度冷却能力且冷却介质流量分布合理的淬火系统超宽狭缝式喷嘴结构,采用有限元法对狭缝式喷嘴射流速度分布进行了数值模拟。结果表明,喷嘴进水方式对出口射流速度分布规律影响较大,通过比较端部进水方式及不同进水口数量的中部进水方式,得出中部进水方式且进水口数量大于4个时,射流速度均匀性最好。保证喷嘴其他结构参数及工艺参数不变,通过改变沿喷嘴长度方向阻尼装置均流孔直径的递减比例系数,来实现出口射流速度的凸度控制,效果明显。随着直径比例系数增大,比例凸度值成线性递增变化。射流速度比例凸度模型可以实现水量的精确凸度控制,为优化设计基于淬火工艺需求的流量分布合理的超宽狭缝喷嘴结构提供指导。

等离子束淬火专用发生器的优化设计

通过分析等离子发生器的工作原理,结合等离子束气缸套内壁淬火时发生器的工作条件,研制出一种专用于气缸套内孔面淬火的小尺寸等离子发生器,工业化应用结果表明:该发生器具有工作性能稳定、寿命长、结构简单、密封性好等一系列优点。

辊式淬火机液压多缸同步回路的优化设计

辊式淬火机上框架的液压多缸高精度快速提升控制是该设备必须解决的一个难点。针对国内某淬火机同步控制回路同步精度较差的问题,以节流阀流量公式为基础,推导出节流阀调速回路的速度刚度关系式,指出节流阀调速不适用于淬火机框架提升这样的高速重载场合。提出一种基于液压同步马达配合比例阀补偿的控制方案,理论分析及实际应用结果均表明,该回路在对液压多缸进行同步控制方面较原来的控制回路具有明显的优越性。

淬火炉温度的模糊优化控制

针对模压锻件淬火炉温度具有非线性、强耦合、长时迟延的特点 ,建立了它的温度模糊智能控制系统 ,将温度超调量、上升时间和稳态误差的加权和作为目标函数、遗传算法优化隶属函数参数和模糊推理规则。实验结果表明 ,控制方法能获得满意的控制效果 ,温度最大超调量小于 4℃ ,保温阶段温度波动小于 2℃。

单片机在感应淬火设备上的应用

介绍了感应淬火温度控制的原理,设计出以8031单片机为核心的温度控制的硬件、软件。应用表明:热分析仪抗干扰能力强,温度控制效果好,能够用于现场生产控制。

一种新型的底喷式淬火技术

应用有限元方法,以水为淬火介质,以27Si Mn钢管为对象,对底喷式淬火时淬火槽内水流速度分布、对流换热系数以及钢管冷却速度等进行研究。结果表明:距管壁10 mm处的轴向流速呈现单调增大趋势。对流换热系数在淬火开始后迅速达到峰值,几乎没有经历蒸气膜阶段而直接进入沸腾冷却阶段,因而冷却能力很强,钢管温度降至600℃后,换热系数基本维持不变。钢管壁芯部的温度在整个淬火过程中冷却最慢且温度变化平缓,而钢管表面温度的变化过程可以分成温度速降区、台阶状温度过渡区和稳定冷却区三个阶段。钢管内、外壁冷却速度基本相同。

钢管淬火机组改造及应用

分析了"槽内淬火"和"外淋淬火"工艺设备的发展及其局限性,介绍了"外淋+内喷+半浸+旋转"的创新工艺和多功能设备及其优点.针对"槽内淬火"和"外淋淬火"案例,详细描述了改造的"外淋+内喷+半浸+旋转"方案及其应用效果.改造后的设备扩大了生产大纲范围,提高了产品质量和生产效率,节省了生产资源和人工成本.