為了分析真空熱處理爐內(nèi)加熱工件的溫度場(chǎng),將包含工件在內(nèi)的整個(gè)真空熱處理爐作為模仿目標(biāo)建立了一個(gè)三維的數(shù)值模型。該模型集成了一個(gè)操控爐溫的PID模塊,而且考慮了熱物性參數(shù)的非線性要素。根據(jù)一商業(yè)軟件,對(duì)工件、真空熱處理爐的隔熱層、加熱管等的瞬態(tài)傳熱進(jìn)程進(jìn)行了數(shù)值模仿,并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了比照,兩者基本符合。最終,根據(jù)模仿成果提出了優(yōu)化的加熱工藝參數(shù)。
真空熱處理爐內(nèi)的傳熱以輻射為主,在加熱進(jìn)程中爐膛比工件的升溫速度快得多,故存在加熱滯后現(xiàn)象。此外,由于工件之間彼此遮蓋,構(gòu)成加熱器無(wú)法直接輻射到的暗輻射區(qū),然后導(dǎo)致工件加熱不均勻并產(chǎn)生溫差。因此,為避免工件產(chǎn)生加熱畸變,一起又不致由于加熱速度太慢而引起晶粒長(zhǎng)大和本錢增加,需要研討真空爐內(nèi)的傳熱規(guī)律,制定合適的加熱工藝。慣例用于確認(rèn)加熱工藝參數(shù)的實(shí)測(cè)法本錢高、周期長(zhǎng)。近年來(lái),計(jì)算機(jī)模仿技術(shù)開端用于熱處理加熱進(jìn)程的研討,但選用的多是兩維模型、工件簡(jiǎn)略,而且忽略了爐子和工件內(nèi)的溫度梯度。本文將工件和真空熱處理爐作為一個(gè)全體來(lái)研討,根據(jù)一商業(yè)的CFD軟件建立了一種三維真空熱處理爐瞬態(tài)溫度場(chǎng)的數(shù)值模型,該模型集成PID模塊的三維真空熱處理爐數(shù)值模型,考慮了熱物性參數(shù)的非線性要素,對(duì)工件加熱進(jìn)程中的瞬態(tài)溫度場(chǎng)進(jìn)行了模仿,并根據(jù)模仿成果對(duì)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。該模型可為真空熱處理的生產(chǎn)供給參閱根據(jù)。
建立了一種包容PID控溫模塊的三維的真空熱處理爐瞬態(tài)傳熱的數(shù)值模型,利用該模型對(duì)真空熱處理爐內(nèi)棒形工件的真空加熱進(jìn)程進(jìn)行了數(shù)值模仿分析,根據(jù)數(shù)值模仿成果提出了加熱工藝的改善意見(jiàn)。成果表明,對(duì)裝爐量不是很大且有序放置的小工件進(jìn)行真空熱處理時(shí),能夠選用快速加熱工藝而不會(huì)引起工件的熱畸變,這樣可削減加熱時(shí)間,降低本錢。比照了模仿值與實(shí)測(cè)值,表明二者符合得較好。該模型可為真空熱處理的傳熱研討供給了一種有效的方法,并為真空熱處理的生產(chǎn)供給參閱根據(jù)。
