17Cr2Ni2Mo齒輪軸淬火過(guò)程的數(shù)值模擬

17Cr2Ni2Mo為重要的傳動(dòng)產(chǎn)品材料，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于重載齒輪、齒輪軸等傳統(tǒng)件。為滿足使用需求，滲碳后，齒輪軸均需進(jìn)行淬火+低溫回火處理，低溫回火對(duì)消除殘余應(yīng)力作用十分有限，齒輪淬火后殘余應(yīng)力的控制主要在淬火階段，采用實(shí)測(cè)和解剖的方式對(duì)齒輪淬火過(guò)程進(jìn)行研究，不僅周期長(zhǎng)、成本高，而且不具普遍性。

近年來(lái)，數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展十分迅速，大量的報(bào)道表明，采用數(shù)值模擬技術(shù)可以很好地指導(dǎo)生產(chǎn)，因此，基于上述目的，利用Deform熱處理模塊，對(duì)齒輪軸的淬火加熱、冷卻過(guò)程中的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。

溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬誤差范圍直接影響組織分布、盈利數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，為確定溫度場(chǎng)數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)的誤差范圍，采用等比例的齒輪軸進(jìn)行了淬火加熱、冷卻過(guò)程的測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了溫度場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果與模擬結(jié)果的差異，分析了產(chǎn)生差異的原因。并模擬報(bào)廢件的淬火工藝，分析齒輪軸淬火過(guò)程中的應(yīng)力分布，并在報(bào)廢件上套取試棒進(jìn)行金相組織分析，對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果，確定組織模擬精度。

在淬火加熱、冷卻溫度場(chǎng)數(shù)值模擬時(shí)，計(jì)算模型不僅在尺寸上與測(cè)溫實(shí)驗(yàn)鍛件相同，在表面處理上，也按照測(cè)溫鍛件的模數(shù)、旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行開(kāi)齒處理，從而保證兩者的表面?zhèn)鳠崦娣e相同。數(shù)值模擬的加熱工藝與測(cè)溫試驗(yàn)加熱過(guò)程爐溫的實(shí)際記錄相同，冷卻為油冷，油溫為30℃。淬火加熱、冷卻過(guò)程的數(shù)值模擬，包括溫度場(chǎng)、組織場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)相互作用的多場(chǎng)耦合計(jì)算。

測(cè)溫實(shí)驗(yàn)采用的鍛件熱處理狀態(tài)為正回火態(tài)，表面狀態(tài)為粗加工并開(kāi)齒。采用多通道溫度記錄儀記錄加熱和油冷過(guò)程中各個(gè)溫度點(diǎn)的溫度變化，采樣率為0.25HZ。數(shù)值模擬的研究結(jié)果表明：

1）采用Deform熱處理模塊計(jì)算齒輪軸加熱過(guò)程的溫度場(chǎng)與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合很好，對(duì)于產(chǎn)品熱處理工藝的制定具有很好的指導(dǎo)作用。

2）采用Deform熱處理模塊計(jì)算齒輪軸油冷過(guò)程的溫度場(chǎng)與實(shí)測(cè)結(jié)果存在一定的偏差，但組織模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，說(shuō)明該偏差是可以接受的。

3）齒輪軸淬火后，在中心位置和驅(qū)動(dòng)齒部位的中心位置存在較大的應(yīng)力，因此實(shí)際工藝必須在實(shí)驗(yàn)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，防止齒輪軸發(fā)生斷裂。

4）齒輪軸淬火過(guò)程中心部的組織應(yīng)力可以抵消部分熱應(yīng)力，因此通過(guò)微調(diào)成分，增加低溫階段的組織轉(zhuǎn)變量來(lái)降低淬火后的殘余應(yīng)力是一種十分有效的方式。

作為值得信賴的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，通項(xiàng)公司擁有完善的服務(wù)體系和專(zhuān)業(yè)的團(tuán)隊(duì)。在同客戶交易的過(guò)程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對(duì)當(dāng)前和未來(lái)的市場(chǎng)需求，通項(xiàng)公司致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。

TXCO has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. TXCO develops the best alloy material solutions for current and future challenges.

獲取更多我們供應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)信息，請(qǐng)致電086-021-6786 0205或發(fā)電子郵件service@sinoav.com聯(lián)系我們，您也可以通過(guò)微信，微博，領(lǐng)英，臉書(shū)，推特和谷歌+與我們互動(dòng)。

For more information on the products and services that we supply, call us at 086-021-6786 0205 or email us at service@sinoav.com. You can also get in touch on social media, we are constantly active on Weixin, Weibo, LinkedIn, Facebook, Twitter and Google+.