热处理中的信息化制造技术和虚拟系统

重点叙述在工业信息化和制造业信息化趋势的推动下产生的虚拟制造系统的概念,介绍当前国际上热处理制造业在基于信息化技术领域的发展趋势,特别概要地阐述在国际IMS组织资助下开发的热处理虚拟系统的理论基础、系统结构、功能及其一些应用实例。     

数值模拟在大型分瓣式上冠热处理中的运用

利用Abaqus软件对大型水轮机分瓣式上冠主体部分的性能热处理过程进行变形模拟分析,找出变形规律后提出了改善方案.工艺验证表明数值模拟解决了预防大型分瓣式上冠热处理过程中的变形问题,确保了产品的顺利交付.     

计算流体力学及其在热处理中的应用研究

计算流体力学是借助现代计算机技术求解描述流体运动、传热和传质的偏微分方程组,并对上述物理现象进行过程模拟的学科,其优点是能以较少的经费和在较短的时间内获得大量有价值的研究成果。目前,国内外都在研究将计算流体力学应用于热处理过程的模拟及设备的开发,譬如液体淬火、气体淬火、气体渗碳等。提高模拟精确度,对温度场、应力/应变场等进行耦合模拟应是今后CFD研究的重要方向。     

数值模拟与热处理技术进步

热处理过程是外部环境与金属温度场、组织场和应力场等相互作用的复杂过程,数值模拟作为传统实验研究之外的另一个重要研究手段,在热处理过程的研究中正被广泛应用,本文简要介绍热处理过程计算机模拟的研究成果和目前存在的一些问题并展望了未来发展的趋势.     

稀土在化学热处理中的作用机理

综述了１０几年来稀土在化学热处理中作用机理的研究状况,从稀土渗入工件表面,稀土催渗与稀土对渗层组织的作用三方面作了讨论,总结了稀土元素作用于化学热处理的全过程,并提出了该领域研究的发展方向。     

工字卡规热处理变形的控制

最近我厂生产一批工字卡规，如图1所示。材料为20钢，要求渗碳层深1～1．5mm，硬度60～64HRC，热处理后磨量0．5～0．20mm，工艺路线为：机加工—渗碳—正火—淬火—磨削—氧化处理。试生产发现，卡规渗碳层深度及硬度均能满足技术要求，但热处理变形始终超差。卡规工作部分的尺寸由机械加工后的167．2mm缩到165～165．7mm。因此控制卡规变形成为热处理生产的关键。众所周知，零件的热处理变形是由热应力和组织应力综合作用的结果。热应力是由于加热或冷却不均匀使工件表里存在温差，热胀冷缩不一致造成的，其特点是：如轴类零件长度变短…     

减小和控制热处理变形的有效措施

在实际生产中，由于热处理产生的变形，对后续工序的影响是至关重要的，有些贵重材料和一些机器中的重要零部件，因变形过大而导致报废。为减小和控制热处理变形，笔者从选用钢材、合理设计工件形状、制定必要的预先热处理、制订合理的热处理工艺、正确的热处理操作方法等方面提出了有效措施。通过这些措施，使热处理的变形得到有效的控制。     

大型锻件热处理过程的数值模拟研究

在对大型锻件传热分析的基础上，建立了大型锻件的物理模型，对其温度场的变化规律进行了模拟计算，同时将模拟结果和试验结果进行对比分析，最后对26Cr2Ni4MoV钢电机转子的调质处理进行了模拟计算，从而说明了热处理过程的数值模拟方法的准确性和优越性，为进一步分析此类工件的组织转变和应力应变等奠定了基础。     

采煤机双联齿轮热处理变形的控制

采煤机双联齿轮(图1),由于热处理淬火后公法线尺寸严重超差,影响了整机装配。通过热处理工艺及工装改进,取得了良好效果。     

计算机在热处理中的应用与展望

叙述了热处理过程计算机控制技术、热处理柔性生产系统与计算机集成制造技术发展概况。电子计算机模拟技术能极好地推进热处理理论的基础研究及其应用，这时热处理技术的发展是至关重要的。电子计算机的应用是热处理技术现代化的必由之路．     

对齿轮热处理畸变控制技术的评述

热处理畸变之所以成为齿轮生产中的最大难题,乃是因为影响畸变的因素太多且复杂,并在整个齿轮生产中的每个环节,甚至每一次操作都会产生潜在的畸变因素。面对如此多而复杂的影响因素,本文采用"微观分析-宏观控制"的理念及"质量平衡-相变趋近"和"传热均匀-减小温差"的原则来讨论齿轮热处理畸变的机制和影响因素,并探寻相应的控制畸变途径,最后就齿轮生产中如何控制热处理畸变提出了一些参考意见。     

Development of materials database system for cae system of heat treatment based on data mining technology

Computer simulation for materials processing needs of materials. In order to employ the accumulated large data on a huge database containing a great deal of various physical properties materials heat treatment in the past years, it is significant to develop an intelligent database system. Based on the data mining technology for data analysis, an intelligent database web tool system of computer simulation for heat treatment process named as IndBASEweb-HT was built up. The architecture and the arithmetic of this system as well as its application were introduced.     

热处理数值模拟工程应用的一些尝试

介绍了125MN挤压机主柱塞差温加热过程模拟、高压气淬过程流场均匀性模拟、渗氮炉虚拟设计、大型模块淬火虚拟生产等热处理数值模拟工程应用的实例,说明了热处理数值模拟已具备工程应用的价值.但热处理数值模拟还很不成熟,必须通过试验验证和修正,必须注意到数值模拟精度还相当差的特点,在应用中考虑足够的宽容度.     

虚拟制造的机械加工过程仿真

叙述了虚拟制造技术的含义、构成及发展情况,分析了在虚拟制造中占有重要地位的机械加工过程仿真,提出了机械加工过程仿真的系统结构、发展现状及存在的问题,讨论了车削加工过程仿真及其实现的可能性。     

电子束焊接及局部热处理复合技术的数值分析

电子束焊接及局部热处理复合技术是一种多功能的电子束加工技术.文中以ANSYS有限元分析软件为平台,对2,6和12 mm厚的TC4钛合金平板电子束焊接和局部热处理时的温度场和应力场进行了数值模拟计算,详细分析了局部热处理对不同厚度钛合金平板电子束焊接温度场和残余应力场的影响规律.结果表明,在给定的计算条件下,2 mm厚TC4钛合金平板的电子束局部热处理效果最好,电子束局部热处理后上表面距焊缝中心线4 mm的区域内冷却速度基本一致,纵向残余拉应力最大值由780 MPa降低到560 MPa,减小幅度达到28%.     

一致性热处理技术

介绍了一致性热处理技术的新概念。分析了在实现我国产业升级和热处理行业由大转强的过程中,影响一致性热处理技术的控制要素。针对智能制造背景下材料热处理技术和质量发展的方向和要求,提出了实现一致性热处理的关键技术途径,以完善热处理质量控制体系。     

虚拟数控技术的应用研究

介绍了虚拟数控技术的研究状况,并对系统中的关键技术作了比较分析,最后提出了虚拟数控技术的发展趋势。     

减少热输入控制叶盘焊接变形的数值模拟

采用数值模拟的方法分析叶盘的焊接变形具有重要意义.为预测叶盘的焊接变形,在Marc中建立了发动机叶片电子束焊接有限元分析模型,对航空发动机叶盘电子束焊接过程进行了三维数值模拟,根据功率和熔深之间的关系,用功率随深度变化的方法减少热输入,控制航空发动机叶盘焊接变形.结明表明,在满足焊透,保证焊接质量的情况下,采用功率随深度变化的方法减少热输入可以有效控制航空发动机叶盘的焊接变形,对精密控制航空发动机叶盘的焊接变形提供了理论依据和数值上的参考.