TP2铜与3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热系数

基于反传热算法,制造一套瞬态接触换热系数测量装置,研究高温TP2铜与低温3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热过程。结果表明:接触载荷在1.56～7.80MPa范围内变化时,高温TP2铜的初始温度为400、500和600℃,低温3Cr2W8V模具铜的初始温度为100、200和300℃。瞬态接触换热系数在很短时间内(5s)快速增大到某一恒定值,并随着时间延长,产生缓慢的后续增加过程。接触换热系数随着接触载荷的增加而增大,呈幂指数关系,且试样初始温度越高,接触换热系数增大的趋势越快。

BR1500HS高强钢与5CrMnMo模具钢的瞬态接触换热系数

利用自制的实验装置,分析热冲压传热过程并将其简化为一维传热,在一定压力和一定的保温时间下测量高强钢和模具的温度变化,基于改进的反传热算法求解在一定界面平均温度和压力以及一定的保温时间下的界面换热系数的变化。研究结果表明:换热系数随着温度和压力的升高而增大且与温度以及压力近似呈幂函数关系,高温时换热系数对压力的敏感性较低温时高。随着保温时间的增加,氧化严重,换热系数减小,且随着压力和保温时间的增加,换热系数逐渐趋于稳定。在一定保温时间下,换热系数只与温度和压力有关,且压力对换热系数的影响较温度对换热系数的影响大,将温度和压力与换热系数很好地拟合在一起,得到换热系数随温度和压力变化的表达式。

2060铝锂合金冷模热成形界面换热系数确定的实验与算法

2060铝锂合金具有密度低、比强度高等优势,在航空航天零件制造领域已得到广泛应用。通过冷模热成形工艺可以提高2060铝锂合金成形性,减少开裂、拉毛、回弹等缺陷的发生,后续时效处理可以提高零件整体刚度。然而在实际成形过程中缺乏对温度场的准确预测,即缺乏2060铝锂合金在变压强下界面换热行为的准确描述,无法对成形效果进行评估。本文利用冷模热成形界面换热测试平台,对不同压强下2060铝锂合金与H13热作模具钢的换热行为进行测试研究,基于考虑模具钢变热物性参数的显式有限差分法反算模具表面温度,计算得到不同压强下的界面换热系数,并与Beck反传热算法进行对比,两者计算结果相近。实验结果显示2060铝锂合金IHTC随压强增大而增大,在20MPa下IHTC=1.9066kW/(m^(2)·K)。改进的有限差分法具有计算效率高、速度快、反映实际模具内部温度场、误差较低等优点,可拓展应用于其他薄板材料在冷模热成形条件下的界面换热系数求解。