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山阳特殊钢开发热处理变形模拟系统

2018年10月15日 10:47:34来源:作者:

 

在近年来汽车产业向新能源汽车发展的背景下,以提高静音性为目的,对提高以齿轮、轴为代表的动力传送部件形状精度的需求日益提高。由于这类部件大多需要通过油淬进行硬化热处理,在提高部件形状精度方面,热处理变形是一个不得不面对的问题。另外,为了提高精度,有时还需要对热处理后的部件进行齿轮齿面的研磨或压力矫正等,对此,也存在着减轻作业负荷的需求。探明热处理变形原因并针对其确定应对措施是材料、热处理领域必须解决的问题。

山阳特殊钢公司为了向钢制部件高性能化提供有效解决方案,开发了热处理实验和计算机模拟结合的热处理变形模拟系统。通过利用该系统,用户可通过抑制部件的热处理变形来实现提高形状精度的目的。

在高强度部件的淬火工序,存在着精密加工的部件因热处理而产生不均匀变形的问题。从经验上而言,这主要是由于同一部件内部或部件之间产生的油淬时冷却速度的差异(不均匀冷却)造成。不均匀冷却受到部件形状、油槽内配置、淬火油的搅拌情况等的影响,而在实际的部件生产线,无论是精确的部件温度测定还是油的状态观察均较为困难,因此难以探明热处理变形原因并针对其确定应对措施。

首先,在实验室重现不均匀变形。这时,进行生产线上难以实施的部件内部、部件之间多个位置的温度测定,并通过安装于本装置的油槽观察窗,用高速摄像机拍摄。由此可掌握与冷却密切相关的部件表面“蒸汽膜”状态。“蒸汽膜”的发生,从油的特性而言不可避免,但因其在冷却过程中崩毁,而这时冷却速度急剧提高,因此观察部件内部、部件之间的这种差异,在探明不均匀冷却的原因中是不可或缺的。

其次,结合实验中获得的部件内部、部件之间的温度测定结果,将山阳特殊钢公司已有的钢材数据库应用于计算机模拟,在计算机上重现不均匀变形,以此锁定其原因。并根据锁定的原因和观察得到的“蒸汽膜”崩毁行为,通过使用“流体分析”的油流的计算机模拟,可以提出抑制实际部件制造中热处理变形的对策。

通过强化研究开发和品质竞争力而追求更进一步的技术先进性是该公司第十个中期经营计划的方针之一。山阳特殊钢表示,将以热处理变形模拟系统开发为开端,致力于为用户提供解决方案。

 

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