河海大学 感应淬火工艺优化.ppt

1、本科生论文答辩,移动式感应淬火过程工艺参数设计与优化,指导老师：张根元 副教授 答 辩 人： tutu 专 业： 金属材料工程 时 间： 2013年6月8日,主要内容,一、课题背景及研究动态 二、工艺及工艺参数 三、温度场有限元分析 四、连续感应淬火温度场分析 五、总结与展望,一、课题背景及研究动态,1、感应淬火技术应用及发展 优点：加热速度快、效率高 、晶粒细小、淬火变形 小 、易于实现机械化及自动化 。 分类：频率、感应圈的运动方式、加热方式。 应用：含碳量为0.40.5%的中碳钢和球墨铸铁。 发展：感应加热电源、淬火机床、淬火工艺。,一、课题背景及研究动态,2、感应淬火过程数值模拟 意义

2、：传统经验、试验科学定量 分析软件：HEARTS、Deform、ANSYS 3、研究动态 同时感应加热表面淬火温度场的研究已相对成熟 ，,二、感应淬火工艺及工艺参数,几大效应 集肤效应、圆环效应、邻近效应、尖角效应、边缘效应和到导磁体的槽口效应。 技术条件 感应淬火后的表面硬度，淬硬层深度，淬硬区分布，金相组织等 。,二、感应淬火工艺及工艺参数,3、主要工艺参数及选择 主要工艺参数 ：f ，P0 ，th / v ，感应圈 ，淬火 ，回火。 参数的确定： 硬化层深度f 频率和要求的淬硬层深度 P0、 th / v 感应圈直径、高度、截面形状 冷却介质、冷却时间 回火温度、时间,三、温度场有限元分

3、析,三、温度场有限元分析,建模：S45C轴对称零件，以1/2进行一维建模 单元类型：,三、温度场有限元分析,S45C感应加热热物性参数：、,三、温度场有限元分析,1、无限长光轴静止式感应淬火 建模：工件外径16mm，紫铜感应208mm 网格划分：工件表面划分较密，心部较粗，纵向划分精度为0.25mm；感应圈划分为2032个单元格；空气场采用自由划分的方式。,三、温度场有限元分析,不同参数下，工件位于感应器中间部位径向温度分布曲线：,三、温度场有限元分析,2、有限长光轴静止式感应淬火 建模：工件1630mm，紫铜感应208mm 网格划分：同无限长划分方式 工艺参数：f=186kHz、t=4.2s

4、、Js=700106 A/m2,三、温度场有限元分析,模拟结果：工件MX处表面，距表面1.62mm、2.02mm、2.40mm和心部温度随时间的分布。,四、连续感应淬火温度场分析,特点：热源移动 建模： 工艺参数： f=186kHz、Js=650106 A/m2 v=380mm/min,四、连续感应淬火温度场分析,模拟结果：,图（1） 图（2）,图（3） 图（4）,四、连续感应淬火温度场分析,不同频率下温度曲线：,五、总结与展望,总结： 1、通过ANSYS分析S45C钢感应加热过程温度场。 2、基于ANSYS获得的感应加热工艺参数电流密度Js、频率f和加热时间t等之间的相互关系。 3、移动式感应淬火工件在不同频率下的温度场分布情况，其结果与理论趋于一致，为移动淬火过程的后续分析奠定了基础。,五、总结与展望,展望： 1、连续感应淬火冷却温度