影响大模数齿轮感应淬火硬化层的因素分析

正淬火分为整体淬火和表面淬火,其中表面淬火的加热方式一般采取感应加热。感应加热属于快速加热的热处理工艺,其加热参数如加热速度、电流透入深度、工件材料、淬火冷却介质、淬透深度等对于相变温度、相变动力学和形成的组织都有很大的影响。生产中,针对感应淬火工件材料成分,一方面,确定感应淬火机床电源加热频率、输出功率、感应器移动速度、感应器间隙等参数来控制加热速度和电流透入深度;另一方面,淬火冷却     

GCr15钢导电加热硬切削性能有限元仿真

为研究常见的耐磨和难加工材料GCr15钢的硬切削性能,利用Deform-3D对GCr15钢的导电加热切削过程进行有限元仿真;建立有限元模型,在切削参数一定的情况下,分析加热电流对刀具磨损深度、刀具主切削力,以及刀-屑接触区温度的影响。试验结果表明:刀具磨损深度随着加热电流的增加先逐渐增加然后逐渐减小,当加热电流达到一定值时刀具磨损深度锐减;随着加热电流的增加,刀具的主切削力逐渐减小,特别是当加热电流达到一定值时,主切削力开始明显减小,并呈现出线性下降趋势。     

提高高频应变能力的途径

感应加热淬火的淬硬层深度,随着频率的不同而不同,要想获得淬硬层深度不同的零件,必然选择不同频率的感应加热设备(见表1)。表1不同频率时淬硬层深度。     

基于平衡电磁技术的钢板表面裂纹深度检测方法

针对钢板表面横纵两方向裂纹深度的检测问题，提出了基于平衡电磁技术的检测方法。通过电磁场分析建立了平衡电磁技术检测横纵裂纹的感应电压模型，并理论分析了检测电压的变化趋势；采用有限元方式分析了平衡电磁技术检测电压与裂纹深度的具体变化规律。通过设计等间距采样的平衡电磁技术检测平台，对钢板表面1～6 mm深的横纵向裂纹进行检测能力验证实验。结果表明：随着横纵向裂纹深度的增加，检测电压幅值线性增大；相同深度的横向裂纹检测电压幅值约为纵向裂纹检测幅值的2倍；该方法具备对钢板表面横纵向裂纹深度定量检测的能力。     

基于简化热源的金刚石磨粒高频感应连续钎焊温度场仿真研究

针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及试验结果进行对比发现：相对于电磁场—温度场耦合模型,简化热源模型的网格数量和运算时间分别减少26.4%和44.6%,两者的计算结果误差最大为8.02%,而电磁场—温度场耦合模型获得的温度分布和加热曲线更接近试验测试结果;基于简化热源模型的高频感应连续钎焊温度场仿真结果与试验值之间的误差为10.1%,表明该模型能较好地预测移动感应加热的温度;移动感应钎焊仿真结果显示,扫描速度对工件残余应力的影响比较显著,而钎焊温度对工件残余应力的影响不明显。     

汽车传动轴突缘轴颈感应加热温度场数值模拟研究

建立了某汽车传动轴突缘轴颈感应加热过程的电-磁-热耦合非线性有限元模型,通过数值模拟,给出了加热不同时刻工件内部温度分布。为避免轴颈内孔表面温度过高,采用了对工件内孔进行喷水的强制冷却方式,模拟结果表明,该方法既可满足表面淬火温度,又能有效避免孔壁淬透而导致的突缘内花键变形,对其他薄壁零件的感应淬火热处理工艺研究具有参考价值。     

电主轴定子电阻特性分析

影响定子电阻变化的因素有温度、运行频率、定子电流,负载。找到定子电阻随着这些因素的变化规律,有利于找到精确的定子电阻辨识方法,从而提高电主轴控制系统的精度及可靠性。论文用实验的方法采集空载和加载时温度、频率、定子电流及定子电阻数据。通过对数据的处理分析得出,空载时,定子电阻随温度、定子电流、频率的变化呈非线性变化。加载时,定子电流随着载荷的增大线性增大,加载实验后期定子电阻随着载荷的增大线性增大。     

感应加热线圈参数对被试件温度场的影响分析

针对感应线圈参数对感应加热温度场的影响问题,以ANSYS软件为工具,采用磁热耦合分析的方法,对不同参数水平条件下的电磁感应加热过程进行了有限元计算。运用仿真结果对比分析的方法,研究了感应线圈形状、与加热面间的距离、线圈铜管宽度以及铜管间距对感应加热温度场的影响规律。并以平板被试件为对象,设计了平板感应加热测温试验,对仿真结果进行了试验验证。研究结果表明,感应加热温度场高温区域的形状与线圈形状相似;线圈与加热面之间距离越小,加热温度幅值越大,但对温度分布基本无影响;铜管越细或铜管间距越小,加热最高温度越高,且高温区域向平板边缘移动。     

高频感应加热弯板成型加工参数与板材变形关系研究

运用ANSYS-APDL语言建立与实际工况相同的ANSYS有限元模型,通过大量有限元仿真计算,模拟研究了不同感应加热工艺参数对钢板弯曲变形的影响规律,并得到了相关加工工艺参数数据。最后运用MATLAB建立了高频感应加热钢板弯曲成型工艺参数与板变形间的关系函数,为后续钢板数字化成型制造的研究提供了依据。     

大型链轮感应淬火热处理

研究感应淬火工艺对大型链轮使用性能的影响,通过设计匹配零件的淬火感应器形状,并通过改变加热功率、电流频率、不同的加热时间等工艺参数进行工艺实验。结果表明:加热功率和电流频率固定的前提下,加热时间过短,硬化层深度不足,并且会造成淬硬层硬度略微偏低;加热功率60 kW、电流频率10 kHz、加热时间为15 s时,能获得较理想的硬度和硬化层深度,其硬化层金相组织主要为细针状马氏体,有效延长链轮的使用寿命。     

电磁主动悬架作动器稳定性分析及特性试验

针对电磁主动悬架作动器波动比大和输出精度低的缺点,设计了一种12槽10极分数槽结构电磁直线作动器。建立有限元模型,通过反电动势对比和力特性试验验证了模型的正确性。考虑齿槽力和边端力对作动器波动力的影响,提出了一种计算最佳槽口宽度和改进定子边端弧度的方法,并对作动器的工作效率随电流激励变化规律进行分析。结果表明:当槽口宽度为4.3mm时,推力波动最小等于43.7N;当边端弧度为60°时,定位力波动最小为9.5N,推力波动比最小等于4.8%;工作效率随三相电流频率的增大而提高,随电流的增大而降低。电磁主动悬架作动器工作特性试验证明:随着悬架运行速度的提高,应逐渐增加作动器输入电流和电流频率。     

电磁搅拌参数对电磁扭矩的影响

研究了某圆坯连铸机结晶器、末端电磁搅拌的电磁扭矩与电流、频率的关系。结果表明:结晶器、末端电磁搅拌的电磁扭矩随着电流强度和频率的增加而增大,而电磁扭矩增幅受不同参数影响有差别。研究结果对合理制定及优化电磁搅拌工艺参数提供了理论依据。     

锂离子电池套管加热工艺及加热故障研究

利用有限元分析软件ANSYS对某锂离子电池套管加热工艺及加热故障进行了数值模拟研究,并对胶管进行了加热收缩试验研究。结果表明,加热时胶管的温度都是由胶管中部向两端逐渐降低;随着加热温度的升高,胶管的温差逐渐增大;合理的加热温度范围为(130~210)℃;加热故障不仅会导致胶管受热收缩质量不合格,而且会导致锂离子电池因温度过高而被损坏,甚至发生燃烧和爆炸;模拟结果与试验结果一致,表明所建立的胶管加热有限元分析模型是合理可靠的。     

刀具夹头感应加热的温度模型研究

介绍了透入式感应加热原理,论述了加热温度与线圈电流、频率之间的关系,建立了45钢型热装刀具夹头加热的温度模型,给出了工频加热的理论依据,为刀柄热缩机的设计提供理论参考与数据支持。     

45号 钢表面微凹槽织构激光加工工艺

为优化激光表面织构技术加工微凹槽的工艺参数,采用声光调Q二极管泵浦Nd:YAG激光器在45#钢表面开展工艺试验研究。通过WKYO NT1100三维形貌测量仪获得织构形貌,应用单因素法分析泵浦电流、脉冲重复频率、扫描速度工艺参数对织构形貌的影响。结果表明,随着泵浦电流的增加,微凹槽织构的宽度和深度均随之增大;随着重复频率的增加,微凹槽织构的宽度逐渐变小,而深度先变大后变小;随着扫描速度的增加,微凹槽织构的宽度逐渐增大,而深度逐渐减小。通过对上述参数的优化可以获得较为理想的微凹槽形貌,较佳工艺参数范围为：泵浦电流15～17 A,重复频率1 500～2 500 Hz,扫描速度10～20 mm/s。     

基于ABAQUS的钛合金高速切削有限元模拟

基于有限元分析软件ABAQUS建立了高速切削Ti6Al4V的二维正交切削有限元模型,仿真研究了高速切削加工时切削速度、切削深度对切削力大小、切削力波动频率以及锯齿形切屑形态的影响。结果表明:平均切削力在90m/min~360m/min的切削速度范围内趋于平稳,随着切削深度的增大而增大;切削力波动频率随切削深度的增加而减小,随切削速度的增大而增大;切屑锯齿化程度及锯齿化步距都随切削速度及切削深度的增大而增大。     

氮化镓MOCVD感应加热装置的优化设计

为了设计一款成本低、效率高的中频感应加热器样机,利用ANSYS软件对感应加热立式氮化镓MOCVD反应室建立2D模型。首先分别通过改变加热线圈与石墨基座下表面距离及线圈之间的间距,研究分析其改变对石墨盘表面温度均匀性分布的影响,热-电耦合分析结果表明减小线圈和石墨之间的垂直距离及线圈之间的距离可以提高加热效率,并根据仿真结果对感应加热器的结构进行优化设计,确定加热效果较好的加热器结构。结合仿真与分析结果,制作出一台感应加热器样机。实验验证可知,石墨盘表面温度浮动在0.2%,温度分布均匀性较好,符合工艺的要求,满足生产条件。     

热处理工应知应会问答

45.什么是感应加热淬火?简述其原理和特点。答:感应加热淬火是利用交变电磁场在钢铁工件表面产生感应电流进行加热的原理,使工件表面迅速达到高温,而后急冷来实现表层淬硬的方法叫感应加热淬火。所谓交流电感应加热就是当某种频率的交流电通过感应器时,即可获得相同频率的交变磁场,这时放在磁场中的导体(即工件)在交变磁场的作用下将感应产生出相同频率的交变电流,因这种电流在钢件内自成回路而被称     

45~#钢表面微凹槽织构激光加工工艺

为优化激光表面织构技术加工微凹槽的工艺参数,采用声光调Q二极管泵浦Nd:YAG激光器在45~#钢表面开展工艺试验研究。通过WKYO-NT1100三维形貌测量仪获得织构形貌,应用单因素法分析泵浦电流、脉冲重复频率、扫描速度工艺参数对织构形貌的影响。结果表明,随着泵浦电流的增加,微凹槽织构的宽度和深度均随之增大;随着重复频率的增加,微凹槽织构的宽度逐渐变小,而深度先变大后变小;随着扫描速度的增加,微凹槽织构的宽度逐渐增大,而深度逐渐减小。通过对上述参数的优化可以获得较为理想的微凹槽形貌,较佳工艺参数范围为:泵浦电流15~17 A,重复频率1 500~2 500 Hz,扫描速度10~20 mm/s。     

交流感应磁悬浮技术的研究

基于电磁感应定律和励磁线圈与非磁性导体环间的等效电路模型,对处在交变磁场中的非磁性导体环受到的感应悬浮力进行了研究。非磁性导体环以铝环作为研究对象,提出了铝环受到感应悬浮力的测量方案,并设计了感应悬浮力的测量装置。对不同励磁线圈电流大小、电流频率、铝环相对线圈端部位移等参数条件下铝环受到的感应悬浮力进行了试验研究,并且利用有限元软件ANSOFT对各参数下的感应悬浮力进行了仿真分析。仿真和试验结果表明:铝环受到的感应悬浮力与电流的平方近似成正比关系;当励磁线圈电流频率大于50Hz时,增加线圈电流的频率,感应悬浮力的变化不明显;随着铝环和励磁线圈相对位移的增加,铝环受到的感应悬浮力明显减小。