大長(zhǎng)徑比零件淬火過(guò)程中的溫度場(chǎng)不均勻常常導(dǎo)致工件組織不均勻或變形量過(guò)大,造成工件的力學(xué)性能或尺寸精度不能滿足技術(shù)要求。近年來(lái)國(guó)內(nèi)正在蓬勃發(fā)展的真空高壓氣淬技術(shù)被認(rèn)為能夠解決這一問(wèn)題,而國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究工作尚未涉及大長(zhǎng)徑比零件的高壓氣淬均勻性問(wèn)題,因此亟需開展相關(guān)研究工作。本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）軟件,通過(guò)流體外掠等溫平板這一傳熱學(xué)基本模型驗(yàn)證了軟件中物理模型的適用性,在此基礎(chǔ)上,分別建立1:5的單根工件縮比模型和1:1的單根工件、多工件模型進(jìn)行流-固-熱耦合數(shù)值模擬,研究了淬火壓力、氣體流速、氣體種類、氣體來(lái)流溫度以及靜態(tài)交變流型的交替吹風(fēng)時(shí)間間隔和工件位置對(duì)大長(zhǎng)徑比零件溫度場(chǎng)均勻性的影響規(guī)律,并以螺桿為例對(duì)交替吹風(fēng)時(shí)間間隔為10s的實(shí)際工件溫度場(chǎng)均勻性與淬火變形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為大長(zhǎng)徑比零件的高壓氣淬奠定了研究基礎(chǔ)。通過(guò)本文研究,主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:1)仿真和實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),工件整體溫度場(chǎng)不均勻的主要表現(xiàn)是大長(zhǎng)徑比零件的軸向溫差大,氣體的淬火壓力越大、流速越快、換熱能力越強(qiáng)、來(lái)流溫度越低,則大長(zhǎng)徑比零件的冷卻速度越快,初始階段的溫度場(chǎng)越不均勻。2)上下交替吹風(fēng)有利于改善大長(zhǎng)徑比... 

【文章來(lái)源】：機(jī)械科學(xué)研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

某40工件，氣淬與油淬、水淬冷卻曲線對(duì)比

如圖 1-2 所示。其中單向流型為基本流型，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，適用對(duì)特殊形狀零件存在冷卻不均勻的問(wèn)題。靜態(tài)交變流型為改進(jìn)流有所改善，Ipsen 公司用塊料實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了靜態(tài)交變流型比單向流變形更小[8]。動(dòng)態(tài)交變流型為進(jìn)一步改進(jìn)流型，錯(cuò)流、混流等湍加均勻，但是這一流型大大增加了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，目前只有處理設(shè)備廠商具有較為成熟的技術(shù)和裝備，我國(guó)尚未開展相關(guān)嘴型是在爐膽圓周 360°布置多個(gè)噴嘴，使氣流從四面八方吹向的冷卻均勻性。(a) 單向流型 (b) 靜態(tài)交變流型

方向是控制冷速及解決冷卻介質(zhì)可能造一種精密、清潔的熱處理技術(shù)，淬火后無(wú)國(guó)真空熱處理的重點(diǎn)發(fā)展方向。當(dāng)前，國(guó)一定差距，主要體現(xiàn)在分級(jí)控制實(shí)現(xiàn)等因此，圍繞真空高壓氣淬技術(shù)這個(gè)前沿?zé)嵴婵崭邏簹獯慵夹g(shù)及裝備，推動(dòng)清潔熱處院士在文獻(xiàn) “我國(guó)熱處理發(fā)展戰(zhàn)略的探技術(shù)，并借鑒美國(guó)材料基因組計(jì)劃的思圖 1-3 所示�？蚣芎诵挠捎�(jì)算機(jī)模擬、實(shí)。計(jì)算流體力學(xué)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬了現(xiàn)有的熱處理模型中預(yù)先設(shè)定工件表有助于更接近于實(shí)際生產(chǎn)的情況。將計(jì)了計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬精度，且有望發(fā)展成這對(duì)我國(guó)熱處理的智能化發(fā)展具有深遠(yuǎn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]高壓氣淬冷卻過(guò)程數(shù)值模擬及風(fēng)道結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 王同.機(jī)械科學(xué)研究總院 2018
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本文編號(hào)：3260404