大型压力机模座热处理过程模拟及工艺优化.pdf

44 材料工程 ／2011年 11期 大型压力机模座热处理过程模拟及 工艺优化 SimulationandOptimizationofHeatTreatment ProcessforIargePressDieHolder 樊梦婷 ，孙明月，李殿 中 (中国科学院金属研究所 ，沈阳 110016) FAN M engting．SUN M ing—yue。LIDian—zhong (InstituteofMetalResearch，ChineseAcademyof Sciences。Shenyang 110016。China) 摘要 ：实测并建立 r55NiCrMoV7钢的热物性参数数据库和 CCT 曲线 ，基于 ABAQUS软件建立 了不 同冷却介质淬火 的热力耦合模型 。模拟了大型压力机模座油冷和水冷两种淬火过程 ，获得 了温度场和应力场 的演化规律 。结合模座上 不同位置 的冷却速度和 CCT 曲线预测 了工作层 的组织状态 ，并预测 了模座上 的应力分布。结果表 明：采用完全油冷方 式将在工作层 内产生上贝氏体组织，力学性能无法达到使用要求 ；而完全水冷方式则可在丁作层 内得到下贝氏体 ，但 模座 内倒角处存在极大的淬裂危险。在此基础上 ，提 出了双液淬火 的热处理工艺，模拟结果显示 ，水冷 30min后转人油 冷既可保证T作层理想的组织状态 ，同时也避免 了模座局部位置 的淬裂危 险。 关键词 ：压 力机模座 ；淬火 ；有 限元模拟 中图分类号 ：TGI51．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：l)【()卜438l(20l1 Abstract：DatabaseofthermalphysicalparametersandCCT curvesof55NiCrMoV7steelwerefirstly obtainedbyexperimentalstudy．BasedonthecommercialFEM softwareABAQUS，themodelsofoil quenchingandwater—quenchingforalargepressdieholderwereestablishedseparately，thetempera tureandstressevolutionwerecalculated foreach process．Combinedwith thecoolingratesofeach nodeandCCT curvesof55NiCrM oV7，thefinalmicrostructureandstressdistributiononthediehold— erwerepredicted．AccordingtotheFEM results，upperbainitecanbeobtainedinthesurfacelayerby oilquenching，whilelowerbainitecan beobtainedunderwatercooling condition．However，cracks areeasilygeneratedin theinnerchamferbywaterquenching becauseoftheseverestressconcentra— tion．Onbasisoftheanalysis，doublequenchingprocesswasproposedtoavoidcrackandobtainlower bainite，thesimulation resultsshow that30minwater—coolingbeforeoil—cooling isfavorabletoward safeprodu