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熱沖壓工藝傳熱系數(shù)的測定

熱沖壓技術(shù)是汽車應(yīng)用領(lǐng)域中的高端技術(shù)，最早被部分發(fā)達(dá)國家的鋼鐵企業(yè)所掌握，現(xiàn)已成為汽車制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。該技術(shù)能大大提高鋼板使用強(qiáng)度和零件尺寸精度，達(dá)到車身輕量化的要求。熱沖壓技術(shù)可以大幅提高沖壓后產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度。熱沖壓的關(guān)鍵工藝過程是加熱、沖壓、保壓和冷卻。熱沖壓過程中傳熱系數(shù)的選擇是決定熱沖壓工藝及其有限元模擬結(jié)果可靠性的最重要因素之一。淬火冷卻過程可能需要長達(dá)10s的時間。為了最大限度地提高生產(chǎn)速度，優(yōu)化淬火參數(shù)以實(shí)現(xiàn)最高淬火速率和減少淬火時間。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計和制造了熱模擬新型測試臺，利用

式中，Q是從工件傳到模具的總熱量；Tworkpiece是工件的初始溫度；Tdie是模具的初始溫度。

該熱模擬新型測試臺可以用空氣或水等急冷系統(tǒng)，提供一個較高的冷卻速度；測試過程可以完全用計算機(jī)控制和合理改變載荷溫度，因此能精確地模擬實(shí)際生產(chǎn)過程；該測試臺可以承受20t的靜載荷，并且具有熱電偶、傳感器、稱重傳感器和激光引伸反饋先進(jìn)控制系統(tǒng)對溫度和接觸壓力進(jìn)行控制。同時，對接觸壓力和溫度對傳熱系數(shù)的影響進(jìn)行了研究。熱模擬新型測試臺的開發(fā)是為了衡量熱沖壓工藝的界面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（IHTC），定義如下：等輔助設(shè)備。

設(shè)計相應(yīng)的試驗，測量不同接觸壓力和溫度下的傳熱系數(shù)。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著接觸壓力的增大，傳熱系數(shù)呈現(xiàn)出非線性變化趨勢，但當(dāng)接觸壓力為100MPa時傳熱系數(shù)達(dá)到最大值。該研究對模擬熱沖壓工藝過程中傳熱系數(shù)的選擇提供了一定依據(jù)。

刊名：Materials Today: Proceedings（英）

刊期：2015年第25期

作者：Kang Ji et al

編譯：孫堅