摘要

笔者以H13模具钢为模型合金,采用专业的铸造过程数值模拟软件ProCAST对热处理工艺方案进行模拟。模拟过程中,首先对边界条件(界面换热系数)以及初始条件(浇注速度、浇注温度)等进行了模拟研究;其次改变热处理工艺,如入炉温度、保温时间,研究不同工艺下钢锭内应力分布,确定最大应力位置。主要研究结论:在凝固70 min、进行脱模空冷(室温20℃) 212 min后进行热处理,分别设定不同的入炉温度200℃、400℃、600℃进行模拟热处理计算。通过分析应力场、温度场、冷却曲线的演化规律和分布特点选定最优热处理工艺。研究结果表明,在3种保温温度条件下,工件温度场分布规律是相同的,但保温温度改变了铸件的整体温度的大小,保温温度越高,工件的温度差越小。工件的冷却速度随着工件的保温温度的升高而降低,在200℃保温时冷却速度最快,600℃保温时冷却速度最慢,工件的保温温度越低,冷却速度越快。热处理过程中,随着保温温度的升高,工件的有效应力的分布规律没有发生大的改变,但具体值发生变化。随着保温温度的升高,工件整体的有效应力越小,最大应力区域在主要集中在芯部以及轴线的两侧区域。热处理过程中,保温温度越高,热处理后的位移值越小。

关键词