一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115236124A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210791225.8(22)申请日2022.07.06(71)申请人江麓机电集团有限公司地址411100湖南省湘潭市雨湖区解放北路四号(72)发明人蒋亦舟陈建文刘克袁伍丰朱旭王鑫铭何洪(74)专利代理机构成都弘毅天承知识产权代理有限公司51230专利代理师罗容(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)G01K1/143(2021.01)G06F30/23(2020.01)G06F119/08(2020.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法(57)摘要本发明公开了一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，涉及界面换热系数确定技术领域，解决在不同油流量、不同压力、近密闭空间中高温淬火过程中界面换热系数难以确定，导致模拟预测准确性较差的技术问题，本发明的方法包括：工件表面加工出安装槽，将热电偶固定在安装槽内并连接到温度采集装置上；工件放入加热炉中加热，使工件完全奥氏体化；工件放入压力淬火床上进行压力淬火，工件的近表面温度变化数值传递给温度采集模块；基于反传热计算得到工件在压力淬火时的界面换热系数；将界面换热系数用于有限元模拟，对界面换热系数进行校验；本发明可测得在不同油流量、不同压力、近密闭空间中高温淬火过程中界面换热系数，且准确性高。CN115236124ACN115236124A权利要求书1/1页1.一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在工件表面加工出安装槽，将热电偶固定在安装槽内，并将热电偶连接到温度采集装置上；S2、把工件放入加热炉中进行加热，使工件完全奥氏体化；S3、迅速将工件放入压力淬火床上进行压力淬火，在冷却过程中热电偶将工件的近表面温度变化数值传递给温度采集模块，并对数据进行读取和保存；S4、基于反传热计算对采集到的温度数据进行处理，进而得到工件在压力淬火时的界面换热系数；S5、将得到的界面换热系数用于有限元模拟，模拟工件在压力淬火冷却过程的温度场、组织场和位移场变化，并且与实验测得的温度、组织、位移进行对比，如果存在温度计算结果与实测温度的平均偏差值大于10℃、组织计算结果与实测结果相差值大于15％、变形量的偏差值大于0.5mm这三种情况的任意一种，则重复步骤S4，进行界面换热系数修正和校验，直到模拟计算结果与实验测得值结果吻合良好为止。2.根据权利要求1所述的一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，其特征在于，所述安装槽为直径1mm的孔，孔的深度为2‑8mm。3.根据权利要求1所述的一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，其特征在于，所述步骤S2中，加热温度为800℃。4.根据权利要求1所述的一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，其特征在于，所述的压力淬火是在格里森淬火压床上进行的，淬火过程中淬火介质为油。5.根据权利要求1所述的一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：将得到的界面换热系数用于有限元模拟计算，模拟工件在压力淬火冷却过程的温度场变化，并且与实测值进行对比，当计算的各个时刻温度变化值与实测温度变化相差平均值小于10℃，则模拟组织场变化，若不符合，则重复步骤S4，进行界面换热系数修正和校验，直到结果吻合良好为止；在温度场计算结果与实测值吻合前提下，模拟组织场变化，当组织计算结果与实测结果相差值小于10％，则模拟位移场变化，若不符合，则重复步骤S4，进行界面换热系数修正和校验，直到结果吻合良好为止；在温度场和组织场计算结果与实测值吻合前提下，模拟位移场变化，当工件在压力淬火之后位移模拟计算值与实测值相差小于0.5mm，则界面换热系数测试结束，若计算值与实测值不吻合，则重复步骤S4，进行界面换热系数修正和校验，直到结果吻合良好为止。2CN115236124A说明书1/4页一种测定压力淬火冷却过程中界面换热系数的方法技术领域[0001]本发明涉及压力淬火冷却技术领域，更具体的是涉及界面换热系数确定技术领域。背景技术[0002]热处理是改善工件的机械性能，提高服役寿命的重要手段。控制工件在淬火热处理过程中引起的材料变形一直是生产企业和研究学者奋斗的目标。众所周知，淬火过程中影响变形的因素有很多，如：材料的成分、尺寸结构、装炉方式和淬火介质种类等。随着计算机软件和硬件的发展，热处理数值模拟计算技术起到的作用越来越重要，不仅仅能解决人们盲目靠传统试验和经验来完成而导致的人力和财力的浪费，还能为工艺优化和变形机理的分析研究提供指导。[0003]压力淬火是一种控制淬火变形的方式，常用于薄壁齿圈、锥齿