20CrMnTi连铸瞬态与平均冷速条件下凝固原位观察

 宽淬透性带和大尺寸TiN析出物严重危害20CrMnTi齿轮钢的产品质量,其控制的关键基础是掌握连铸过程中凝固组织演变行为机理。传统高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CSLM)原位观察研究通常将糊状区冷却速率设定为固定值,这不能有效反映连铸凝固过程中冷却速率的变化。为此,以国内某钢厂20CrMnTi 160 mm×160 mm小方坯为研究对象,首先通过二维切片凝固传热计算,确定内弧表面下方20、40、60 mm位置处糊状区的热历程、瞬态与平均冷却速率,进而设计HT-CSLM试验升温与降温方案。然后,开展这些位置处糊状区瞬态与平均冷却速率条件下HT-CSLM试验,研究揭示不同冷却条件下20CrMnTi的凝固过程、δ晶粒生长动力学和包晶相变机制。最后,通过电子探针分析(EPMA),考察冷却条件对凝固组织尺寸的影响规律。结果表明,由于凝固潜热的补偿,内弧皮下20、40、60 mm位置处初始凝固阶段冷却速率较小,凝固中后期逐渐增大,且越深入方坯内部越显著。这些位置处的平均冷却速率分别为102.81、44.63和34.93 ℃/min。δ晶粒率先从钢液中析出,其平均生长速率随着冷却速率的提升而增大。在瞬态冷却速率条件下,随着凝固的进行,瞬时生长速率呈增大的趋势,但是在平均冷却速率条件下瞬时生长速率则略微降低。这是因为在瞬态冷却速率条件下,糊状区冷却速率由慢至快,不断补偿了凝固潜热,同时初始形核数量少,生长空间大,溶质过冷度的影响相对较弱。当熔体温度降低至包晶相变临界温度时,δ晶粒快速转变为γ晶粒,即发生块状转变,导致固相率迅速增加,且伴随有部分γ晶粒快速聚合。整体上讲,包晶相变临界温度随着冷却速率的增大而降低,但是也受溶质初始含量的影响。此后,剩余液相向γ相转变,直至完全凝固。晶粒半径随着冷却速率的提升而减小,且在平均冷却速率条件下比瞬态冷却速率条件更小,这取决于初始凝固阶段的形核数量。     

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850 ℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据Ar3温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。     

基于VRML的齿轮机构运动仿真

虚拟设计是CAD研究的重要内容,它在机构设计中得到广泛应用,现在许多CAD软件都可以对机构进行虚拟设计并进行运动仿真以验证其正确性.但其存在文件大、交互性差、不便于网上传输的缺点,VRML对解决该存在的问题提供了一种崭新的思路和方法.文章介绍了VRML语言特点,研究了利用CAD软件和VRML建立虚拟静态模型和动态模型的方法与原理,并以齿轮-齿轮、齿轮-齿条机构为例重点阐述实现其运动仿真的关键技术,在此基础上完成了包括直齿圆柱齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、齿轮齿条机构、圆锥齿轮机构、蜗轮蜗杆以及内齿轮啮合机构的齿轮机构三维运动仿真.     

基于Matlab的圆锥齿轮差速器优化设计

差速器广泛应用于汽车行业。本文以圆锥齿轮差速器针体积最小为目标函数，建立了设计变量和约束函数。以具有2个行星齿轮的轿车差速器锥齿轮为例，给出了优化设计结果，探讨了利用MATLAB进行最优解求解的可行性。     

摩托车档位齿轮精锻模设计

介绍了摩托车档位齿轮温精锻模的结构,该模具采用碟形弹簧式预压分流结构和型腔齿爪部位独特的镶块排气结构,实现了在毛坯剪切下料条件下的档位齿轮温精锻成形。     

基于弹塑性有限单元法的齿轮轴数值模拟

基于弹塑性有限单元法的一般原理,建立了齿轮轴热处理的热力耦合分析模型,对12Cr齿轮轴热处理工艺中温度、应力以及相变的分布情况进行了模拟,研究了加热规范的成形性,并与实际结果比较证实本模型的有效性,为有限单元法在热处理工艺模拟中的应用奠定了一定基础。     

液压-齿轮-齿条圆弧分型抽芯压铸模设计

给出了龙头体液压-齿轮-齿条圆弧分型抽芯压铸模实用结构，论述了模具的浇铸系统、结构特点和工作原理。该模具采用扇形龄轮-齿条机构实现龙头体铸件的侧向圆弧分型抽芯，同时通过相应的两套斜销滑块机构分别实现龙头体铸件另外两个方向的侧向分型抽芯。     

直齿圆柱齿轮温挤压成形的数值模拟

用优化后的凹模结构对直齿圆柱齿轮的温挤压成形进行了数值模拟 ,结果表明 ,以入模角为 180°、挤压筒内径等于直齿轮齿顶圆直径 ,且在齿根圆处不倒角为特点的凹模形式对齿形成形效果良好 ,此种凹模形式能够解决齿形角隅充不满的难题 ,非常适合直齿圆柱齿轮的挤压精密成形     

基于DSP芯片的斜齿轮插齿数控加工技术研究

国内斜齿轮加工一般采用滚齿机或者进口插齿机,由于产品体积过大和机床价格昂贵而受到限制.文章对采用DSP芯片的数控插齿加工技术进行了研究,提出了虚拟轴插补技术以及用软件实现电子齿轮差动技术,利用DSP芯片的高速处理能力进行跟踪插补,经初步试验证明该方法理论上可行,实际中可以运用.     

齿轮精密成形精整毛坯设计

根据被整形工件的大小,提出优化的冷整形量,据此来确定冷整形前坯料的大小和温热成形时模具的参数。