大长径比零件高压气淬温度场数值模拟

针对大长径比零件淬火均匀性和变形控制这一难点问题,采用数值模拟方法研究高压气淬技术对大长径比零件温度场的影响规律。结果表明,气体的淬火压力越大、流速越快、换热能力越强,工件冷却速度越快。采用上下交替吹风的静态交变流型不会对工件的冷速产生明显影响,但有利于改善温度场均匀性,且上下交替吹风时间间隔越短,工件的温度场越均匀。     

两种真空高压气淬炉淬火工艺的数值模拟及验证

对管道式和压入式真空高压气淬炉中实施的高压气淬工艺进行了数值模拟和实物验证试验。研究结果表明,在相同的冷却压力下,管道式真空高压气淬炉的冷却速度比压入式真空高压气淬炉快,小型工件更适宜在管道式真空高压气淬炉中进行淬火。     

工业机器人精密减速器输入轴的真空低压渗碳高压气淬工艺

针对轴齿类零件高温渗碳淬火热处理畸变问题,研究了工业机器人减速器精密轴齿类零件真空低压渗碳和高压气淬工艺。结果表明,在升温阶段采用阶梯式升温保温方式,强渗阶段以乙炔-氮气交替脉冲进行强渗和扩散,淬火冷却阶段精确控制氮气压力1.8 MPa(18 bar)并使之稳定,可使轴齿类零件的总畸变量控制在0.005~0.015 mm。实际生产结果表明,轴齿类零件采用真空低压渗碳和高压气淬技术,渗碳层中的马氏体为1级,残留奥氏体和碳化物为1~2级,心部组织为1~2级。批量生产的减速器精密轴齿表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.7 HRC、38.6 HRC和0.681 mm,全部满足技术要求。     

长轴类零件高压真空气淬工艺应用研究

结合生产实际采用高压气淬真空炉对30CrMnSiA、1Cr17Ni2和GH4169三种轴类零件进行热处理,通过测试抗拉强度、观察显微组织和检测零件变形量及硬度,并与真空油淬炉热处理后的试验结果进行对比。结果表明,在6 bar气体淬火压力下30CrMnSiA零件(直径?20 mm)硬度不合格,与真空油淬工艺相比,其硬度、显微组织和淬透性差异较大。1Cr17Ni2零件(直径?30 mm)硬度合格,与真空油淬工艺相比,硬度、显微组织和淬透性无明显差异。直径不大于?40 mm的GH4169零件的硬度合格。在垂直吊装的情况下,三种零件变形量均能够控制在0.15 mm内,无需进行校正。     

真空高压气淬炉流场和温度场的数值模拟

建立了高压气淬过程的数值模型,对不同工艺参数下真空高压气淬炉内气体流场和工件温度场进行模拟和预测,得到淬火过程中工件的温度变化和特征点的冷却曲线。根据不同的工件形状和材料以及淬火气体压力进行计算,据此分析了工艺参数对工件冷却过程的影响。     

27SiMnMoV钢针阀体的高压气淬工艺

采用低压真空渗碳工艺对27SiMnMoV钢针阀体进行渗碳处理,比较了高压气淬与油淬对表面渗层组织和心部组织的影响。结果表明,不同淬火参数对渗碳层组织影响不大,淬火温度越高,气淬压力越大,心部组织中铁素体含量越少,同一温度下,15 bar(1 bar=10⁵ Pa)气淬与油淬得到的心部组织相近;装料方式对心部组织影响很大,同炉装料中,上层比下层的铁素体含量少;27SiMnMoV钢针阀体气淬易出现同炉不同零件心部硬度不均匀的现象,通过适当的调整气淬压力,在一定程度上可以减小不均匀程度;选用适当工艺,27SiMnMoV钢针阀体气淬可以取代油淬。     

高压气淬均匀性研究

高压气淬具有纯对流传热、易于控制、工件淬火后无需清洗和对环境影响小等优点。然而,典型的气淬设备显示出淬火料盘与工件之间的气流不均匀,导致工件的最终性能产生差异。业已发现,料盘的逆向气流布置是决定局部气流状态和热量传递的关键因素。尽管气流的主要部分在料盘与炉壁之间流动,对淬火过程不起作用,但是由料盘引起的流动阻力所产生的压降决定了淬火冷却强度。采用一种能较快收敛的多尺度模型对工业用高压气淬炉的内部流场进行了模拟,并通过速度测量和气流可视化技术对试验用淬火炉的内部气流进行了试验研究。最后,对圆柱体工件的双室真空炉淬火进行了模拟结果的验证,揭示了不同的逆向流速分布对淬火结果的影响。报道了多尺度模拟方法和流动过程的研究结果,并概述了对气淬工艺优化的指导性建议。     

汽车齿轮真空高压气淬试验

结合汽车齿轮真空高压气淬,分析讨论了淬火温度和淬火过程工艺参数的变化对高压气淬均匀性的影响。通过半载装炉方式的温度测试,表明控制真空渗碳-高压气淬转移时间的重要性。通过改变淬火过程中的风向控制、压力、流速等淬火参数,分析了这些工艺参数对汽车齿轮心部硬度均匀性的影响。结果表明,合理优化这些工艺参数可以有效提高汽车齿轮高压气淬后的硬度均匀性。     

工件气体淬火过程数值模拟

用计算流体力学(CFD)的方法对工件气体淬火过程进行了数值模拟,在FLUENT平台上建立了真空高压气淬炉的三维非稳态模型,模拟了炉膛内流场和工件温度场的分布,模拟了圆柱形单工件淬火过程气体类型、气体压力和速度对冷却速度的影响,并模拟了多工件淬火冷却过程,预测了炉内不同位置处工件的冷却曲线。将模拟结果与实验结果相比较,两者基本吻合,为气体淬火工艺的优化提供了理论依据。     

立式真空油淬炉在薄壁件热处理中的应用

采用ZCL-408立式真空油淬炉,对不同有效厚度的30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A两种材料的热处理工艺进行了研究.结果表明:ZCL-408立式真空油淬炉可用于长轴杆类零件的热处理,硬度、力学性能、变形量以及表面光亮度均能满足技术要求,能够很好地解决此类零件的淬火变形问题,并且淬火转移时间也可以满足合金钢薄壁细长杆件的热处理技术的相关要求.     

真空渗碳后的淬火工艺

本文论述了经低压真空渗碳后的工件淬火时选择油淬或气淬的原因及影响因素.通过采用变速驱动(VSD)、选择适合的钢材、新型混合气体等新的技术手段,真空渗碳加气淬可以有效地减小工件地变形并显著地提高热处理质量及其稳定性.可以应用于绝大部分汽车齿轮工件的热处理.     

高压气淬后9Cr18钢的组织和性能

研究了真空高压气淬热处理工艺对9Cr18钢组织、性能及变形的影响。结果表明,两种状态淬回火工艺处理的试样组织基本一致,均由马氏体、一次碳化物、二次碳化物和残余奥氏体组成。淬透性能满足生产要求。经真空气淬的试样硬度仅比油淬的略有降低,但变形微小,便于产品的后续加工,可替代现有的真空油淬工艺。     

1Cr17Ni2钢真空气淬和普通油淬的性能与组织比较

研究了真空气淬和普通油淬热处理对1Cr17Ni2钢的力学性能与组织的影响.结果表明,两种淬火工艺处理的试样组织基本一致,均为细小板条状淬火马氏体加少量铁素体组织,真空气淬后的组织更均匀,强度、硬度比普通油淬的略高,而断面收缩率、冲击韧度略有降低,淬透性变化不大,均能满足结构件的性能要求;而且试样表面光洁,呈银灰色,变形微小,对于要求精度不太高的零件,无需进行后续加工,对环境也无污染.     

汽车工业中的真空渗碳和高压气淬技术

由于用于汽车工业动力系零件的传统气体渗碳炉和淬火油槽已经过时,迫切需要引入新的装备和技术。当前对既能提高零件的力学性能和生产率又能对环境的影响减少到最小的需求使得真空渗碳/高压气淬成为极具吸引力的替代技术。然而,真空渗碳的过渗碳和炭黑,以及高压气淬的低冷却能力和高运行成本等构成了它推广应用的障碍。本文介绍了通过试验和数值模拟来解决这些问题所作的尝试。     

12Cr2Ni4A钢的高压气淬

高压气淬是一种先进、环保的淬火工艺。对12Cr2Ni4A钢制负拉力油缸分别进行了9×10~5 Pa压力的高压气淬和普通的碱浴等温淬火,然后进行-70℃冷处理和180℃低温回火。热处理后,检测了油缸的显微组织和力学性能,以揭示12Cr2Ni4A钢零件采用高压气淬替代等温淬火的可行性。结果表明:经高压气淬、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢油缸的显微组织、硬度及力学性能与经等温淬火、冷处理和低温回火的12Cr2Ni4A钢基本相同,且高压气淬的零件畸变更小,说明对于12Cr2Ni4A钢零件,以高压气淬替代现有的等温淬火是可行的。     

响应面法在气淬风道结构优化中的应用

本文采用Fluent软件,对含有工件的喷嘴型真空高压气淬炉中气固耦合流动传热过程进行了数值模拟。在此基础上,以喷嘴数量、喷嘴直径和风管数量作为设计变量,以淬火100 s后的温度和温度标准差最小化为目标函数,运用响应面法(Response surface methodology,RSM)建立拟合模型,对风道结构进行优化。结果表明:在气淬工艺参数和风机功率一定的情况下,喷嘴数量为4个,喷嘴直径为24 mm,风管数量为8个时,气淬效果最佳。     

关于隔板高压气淬真空热处理工艺的研究

从节能减排的角度出发,利用高压气淬真空热处理炉取代等温淬火,并结合实际产品,实现工件无氧化、无脱碳、无渗碳,达到表面光亮净化、硬度均匀的效果和可控制工件的冷却及变形。最终实现了工艺方式的替代,又满足产品要求,还避免环境污染问题,实现了清洁热处理。     

H13钢压铸模具真空高压气淬变形控制的探讨

分析了真空淬火件发生变形的原因,探讨了真空高压气淬时H13钢压铸模淬火变形的控制方法,在实际生产应用中取得了良好的效果和经济效益。     

不同热处理工艺对汽车前轴力学性能的影响

介绍了调质工艺在汽车前轴上的使用,研究了单液淬火法、等温淬火法及PAG淬火工艺对轴的力学性能的影响。结果表明,新型PAG淬火工艺有效地解决了单液淬火和等温淬火中工件淬不硬以及组织含有铁素体的难题,并获得了具有优良力学性能的轴类零件,为实际生产节约了成本,提高了生产效率。     

不同热处理工艺对汽车前轴力学性能的影响

介绍了调质工艺在汽车前轴上的使用,研究了单液淬火法、等温淬火法及PAG淬火工艺对轴的力学性能的影响。结果表明,新型PAG淬火工艺有效地解决了单液淬火和等温淬火中工件淬不硬以及组织含有铁素体的难题,并获得了具有优良力学性能的轴类零件,为实际生产节约了成本,提高了生产效率。