热冲压模具钢热性能及淬火工艺的数值模拟

发布时间：2016-11-23 22:09

  本文关键词：热冲压模具钢热性能及淬火工艺的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2014年

热冲压模具钢热性能及淬火工艺的数值模拟

逯璐  

【摘要】：高强度钢板冲压件等热成形部件能够有效减轻车身重量从而实现降低油耗、减少排放量的要求,并且保证汽车的安全性能。高强度钢板热成形部件的生产对热冲压模具材料及其制备工艺的要求很高,需求很旺盛。通过铸造方法制备热作模具可大大降低生产成本,在模具内部设计异型弯曲冷却(加热)通道可以显著改善零部件的冷却(加热)效率和冷却(加热)均匀性,随后的热处理可以提高模具的力学性能和疲劳性能,这就对模具材料的铸造工艺、热处理工艺等提出了较高要求,目前适用于此类高寿命热冲压专用热作模具的材料及其制备工艺还不成熟,因此研究开发一种新型的热冲压专用热作模具钢及其热加212工艺具有重要意义。 材料性能模拟软件JMatPro广泛应用于为CAE软件提供材料性能参数、辅助科研人员进行合金设计、热处理工艺优化、预测材料性能等多种场合。本文运用JMatPro获得新设计的热冲压模具钢(XSJ)的平衡相图、性能及其TTT、CCT曲线,并分析了热冲压模具钢中合金元素Cr、Mo、Si对其导热系数的影响,从而验证新设计化学成分的合理性。分析发现XSJ热冲压模具钢所形成的MC和M6C型碳化物增多,而M23C的含量降低,且推迟了高温稳定性较好的MC型碳化物向稳定性较差的M23C6型碳化物的转变,使之具有更为持久的高温强度及抗疲劳性能；在300～800"C,随着合金元素Cr、Mo、Si含量的增加,导热系数皆呈下降趋势,三种元素对导热系数影响的效果为SiCrMo,因此在设计化学成分时,可适当的调整各化学元素的含量来提高导热系数；新设计热冲压模具钢的导热系数可在热冲压模具钢工作温度下维持30～36W/(m·℃),有利于提高热冲压模具钢的寿命。 在此基础上,利用热处理专业软件GRANTAS,针对一种异型弯曲通道的热冲压模具,建立热模具淬火过程的数值模型,利用该数值模型模拟了热冲压模具钢淬火过程的温度场、组织场、应力场、硬度场变化过程,研究热处理工艺参数对模具性能的影响,主要考虑了淬火温度、淬火介质种类及其温度的影响,分析对比其各冷却过程,从而提出合理的热处理工艺。通过分析对比,最终模拟结果表明：当淬火温度为C℃,采用淬火介质3且淬火介质的温度为b℃时可以获得较高且均匀分布的硬度及较小的变形,可以此作为热冲压模具钢的热处理工艺。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG142.45;TG156.3
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈再枝;马党参;;我国模具钢的发展战略分析[J];钢铁;2006年04期

2 王利;杨雄飞;陆匠心;;汽车轻量化用高强度钢板的发展[J];钢铁;2006年09期

3 刘俊英;蒋伯平;刘金海;;热作模具钢的发展与应用[J];工程机械;2006年06期

4 潘健生,张伟民,田东,顾剑锋,胡明娟;热处理数学模型与计算机模拟[J];中国工程科学;2003年05期

5 谢建华;魏兴钊;黄鹏;;数值模拟与热处理技术进步[J];热处理技术与装备;2006年05期

6 杨贵根;朱祖昌;;世界模具钢生产的现状和进展[J];热处理技术与装备;2006年06期

7 王琦;;大型压铸模微变形真空热处理工艺研究[J];热处理技术与装备;2007年01期

8 施雯,刘以宽;QRO 90 Supreme热作模具钢的性能研究[J];机械工程材料;1996年06期

9 贺斌;盈亮;胡平;吴秀峰;王玉山;赵立信;;高强度钢板热冲压水冷模具设计[J];锻压装备与制造技术;2012年06期

10 黄春峰;国外新型热作模具钢及其热处理工艺[J];航空精密制造技术;2004年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 周青春;硅在H13型热作模具钢中作用的研究[D];上海大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李文权,高振宇,罗理,孟劲松,孙群;夹杂物对电工钢磁性能影响的初步分析[J];鞍钢技术;2004年01期

2 唐荻;江海涛;米振莉;赵爱民;;国内冷轧汽车用钢的研发历史、现状及发展趋势[J];鞍钢技术;2010年01期

3 冯晓曾;刘剑虹;;3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异[J];安徽工学院学报;1988年02期

4 李维娟,李胜利,刘英义;轴承钢坯表面裂纹分析[J];鞍山科技大学学报;2003年05期

5 刘宗昌,李承基;固溶稀土对钢临界点的影响[J];兵器材料科学与工程;1989年09期

6 元清,李德林,元涛,吕绯;SKD61钢模具早期失效原因分析[J];兵器材料科学与工程;2004年06期

7 纪松，丁五洲，杨国斌，王润;Fe－Cu－Mo－Si－B超微晶软磁合金的结构与性能研究[J];兵器材料科学与工程;1994年01期

8 梁高飞;王成全;刘俊亮;于艳;方园;;TWIP钢应变诱导孪晶原位观察[J];宝钢技术;2007年06期

9 吴微;梁高飞;于艳;方园;孙宝德;;低碳钢固态相变过程的原位观察[J];宝钢技术;2009年04期

10 孙大乐;吴琼;;轧制高强钢用新型冷轧工作辊的开发及其应用[J];宝钢技术;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 贾建;陶宇;张义文;;第三代粉末冶金高温合金FGH4098的热力学行为研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

2 郑文;王敏;程轩挺;雷鸣;;超高强度热成形钢电阻点焊的数值模拟[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

3 徐晋勇;高原;黄伟;恽志东;徐重;;表面高Cr高C合金层摩擦性能的研究[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年

4 高力明;;计算材料学与材料结构的层次[A];中国硅酸盐学会陶瓷分会2003年学术年会论文集[C];2003年

5 王庆芳;吴晓春;邬天荣;;热作模具钢H13低温渗硼的研究[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集（一）[C];2008年

6 解浩峰;米绪军;黄国杰;尹向前;李艳锋;高宝东;;形变热处理对Cu-Cr-Zr-Ag合金微观组织与性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第4分册）[C];2010年

7 袁泽喜;郭爱民;;5CrWMo剪刃钢的组织和热稳定性[A];湖北省第九届热处理年会论文集[C];2004年

8 杨海西;张觉灵;胡建利;杨德库;张少凯;;敬业高线生产线工艺优化与实践[A];2011年全国技术中心建设与新品开发研讨会议会议论文集[C];2011年

9 潘健生;;重视热处理自主创新突破我国制造业发展的瓶颈[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年

10 赵中里;张允笠;;热锻模具延寿技术系统观[A];第六届华北（扩大）塑性加工学术年会文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李敏;基于协同异构模型的成形模拟计算加速[D];华中科技大学;2010年

2 陈明昕;新型有机物切削刀具材料的低温二次硬化机理研究及渗碳体超细化的析出控制[D];昆明理工大学;2009年

3 于洁;固体氧化物燃料电池钙钛矿型复合氧化物阴极材料的研究[D];昆明理工大学;2009年

4 潘成刚;多金属热锻模热应力缓解机理及方法研究[D];武汉理工大学;2010年

5 潘金芝;复合冷作模具钢的研究[D];大连交通大学;2010年

6 马宁;高强度钢板热成形技术若干研究[D];大连理工大学;2011年

7 罗忠兵;钎焊界面结构形态及对其接头剪切行为的影响[D];大连理工大学;2011年

8 马胜灿;合金磁相变的调控及其磁热性质[D];南京大学;2011年

9 李培跃;7050合金淬火敏感性及其机理研究[D];北京有色金属研究总院;2011年

10 魏敏先;严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变[D];江苏大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孙瑞霞;奥氏体—铁素体相变的计算机模拟[D];河南理工大学;2010年

2 李勇;热处理对模具钢组织性能的影响[D];郑州大学;2010年

3 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年

4 任立臣;无渣铁粉型耐磨堆焊焊条及其堆焊工艺研究[D];湘潭大学;2009年

5 李光远;添加微量纳米铜粉对铁基粉末烧结件组织性能的影响[D];长春工业大学;2010年

6 武淑珍;水溶液在热钢材表面运动状态的分子动力学研究[D];昆明理工大学;2009年

7 李玉章;连续挤压铜包钢线材工程化关键问题实验研究[D];昆明理工大学;2010年

8 周健;提高热作模具用H13钢性能的研究[D];昆明理工大学;2009年

9 李海昭;孪晶诱导塑性钢的组织与性能研究[D];昆明理工大学;2010年

10 宾旭平;二次软胶制品的注塑工艺分析及模具设计[D];中南林业科技大学;2009年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈振韬,刘品瑞,付国昕;高温弹性模量与弹性变形的研究[J];鞍钢技术;1997年05期

2 李熙章;施占华;周凤云;肖钟义;;几种模具钢的热疲劳性能对比研究[J];安徽工学院学报;1988年02期

3 李健;束德林;郭新成;;钨系热作模具钢热疲劳特性的研究[J];安徽工学院学报;1988年02期

4 方明星,严祖同;MgO及其它矿物质的体积弹性模量和剪切模量与温度间关系研究(英文)[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年01期

5 方明星,叶频,严祖同;MgO等矿物质的弹性系数与温度间的关系研究(英文)[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年01期

6 叶卫平,林颜盛,黄正安,许玉贤;淬火冷速对0.2C-3Cr-2Mo-V析出硬化型热作模具钢强韧性的影响[J];兵器材料科学与工程;1987年07期

7 宋武林，，罗慧倩，杨群;大截面热作模具钢45Cr2NiMoVSi中残余奥氏体行为的研究[J];兵器材料科学与工程;1995年02期

8 王建国,王贵,刘晓刚,侯春青;表面堆焊层金属CCT图及转变组织和性能研究[J];兵器材料科学与工程;1999年03期

9 陈秀云,方鸿生;硅对易切削贝氏体塑料模具钢性能的影响[J];兵器材料科学与工程;1999年04期

10 江来珠,王习顺,王建会;非调质贝氏体型大截面塑料模具钢的研究和开发——合金成分与组织和机械性能的关系[J];宝钢技术;1999年06期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 陈丙森;;焊接CCT图数据库的数字化网络化智能化[A];第十一次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2005年

2 段晓杰;王宝珠;潘洪刚;;基于虚拟仪器技术的热处理过程监控系统的设计[A];第三届中国热处理活动周暨第六次全国热处理生产技术改造会议论文专辑[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 朱超;超高强度钢板的热冲压成形模具设计及优化[D];吉林大学;2010年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘胜国;;我国冲压模具技术的现状与发展[J];黄石理工学院学报;2007年01期

2 周友松;;冲压模具的标准作业[J];机械工人(冷加工);2007年05期

3 刘默琨;;如何减小冲压模具的变形和防止开裂[J];金属加工(热加工);2010年15期

4 边超;;试论我国汽车冲压模具市场现状及技术[J];科技风;2013年09期

5 耿灵行;;冲压模具中制件的定位[J];机械工人;1981年04期

6 霍诗江;;冲压模具的工艺管理[J];机车车辆工艺;1983年06期

7 金振山;;组合式冲压模具[J];特种橡胶制品;1985年01期

8 武晓红;日本冲压模具的技术特点[J];模具技术;2000年01期

9 张瑞喜,周全福;冲压模具安全性结构的设计[J];锻压机械;2001年06期

10 许天斌,高广军;冲压模具自动设计系统的研究[J];机车车辆工艺;2001年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨昌林;;制件冲压模具的设计[A];科学时代——2014科技创新与企业管理研讨会论文集上（科技创新）[C];2014年

2 骆志高;王祥;李举;范彬彬;郭啸栋;;基于小波包遗传算法的冲压模具故障识别研究[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年

3 赵运璧;张波;;浅谈汽车冲压模具开发过程及管控[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年

4 葛志强;陈运海;王涛;;冲压模具焊接修复技术[A];经济策论（下）[C];2011年

5 张健;林琼;李宏伟;;基于并行关联的冲压模具参数化设计[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集（上册）[C];2008年

6 霍保强;;CRT用销钉冲压模具的结构改进[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

7 柯旭贵;李震;张佑生;;基于实例推理的冲压模结构设计的面向对象的知识表示[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

8 宋子明;李惠艳;;发电机铁心片的冲压模设计[A];十二省区市机械工程学会学术年会论文集[C];2007年

9 宋子明;李惠艳;;发电机铁心片的冲压模设计[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

10 付昕亮;;基于PDM的汽车冲压模具、焊接夹具产品开发管理系统的开发与应用[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集（上册）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 费起;[N];中国贸易报;2006年

2 陈华;[N];科技日报;2004年

3 熊燕 谭江琦;[N];四川日报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴家强;复合冲压模具的控制系统研究[D];合肥工业大学;2012年

2 王林;宝来改脸轿车冲压模具项目过程控制研究[D];吉林大学;2006年

3 逯璐;热冲压模具钢热性能及淬火工艺的数值模拟[D];大连理工大学;2014年

4 程国良;汽车车身冲压模具开发同步工程的关键技术研究及应用[D];湖南大学;2008年

5 尹湘云;冲压模具数字化设计手册软件的开发技术研究[D];四川大学;2003年

6 陈航军;基于多色集合的冲压模产品结构设计的方法研究[D];广东工业大学;2007年

7 李标;基于3D对齐技术的冲压模具质量检测[D];南昌大学;2014年

8 于婧;基于知识的汽车冲压模具零件设计系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年

9 陈亮;高强钢冲压模具受力分析有限元模拟与实验研究[D];上海交通大学;2008年

10 徐栋恺;高强度钢板冲压模具偏载分析及拓扑优化设计[D];上海交通大学;2009年

  本文关键词：热冲压模具钢热性能及淬火工艺的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：189148