大型筒体锻件差温热处理过程研究

大型铸锻件由于形大体重，生产品种多数量少，工序多周期长，而且产品质量要求高，生产技术管理复杂，所以后续热处理非常重要。由于大型锻件的热处理一般在井式炉中进行，所以井式炉的加热性能是热处理过程的关键，但是其工艺特点决定了试验成本较高。而计算机模拟具有快速、低成本特点，因此利用计算机模拟大型铸锻件的热处理过程具有极大优势。本文通过在加热过程引入修正换热系数，采用逆运算法，模拟筒体加热过程，通过计算机模拟确定试验过程的各项参数，研究筒体加热过程中温度以及综合换热系数的变化，对工程技术人员设计相关的热处理工艺具有实践指导意义。

1 筒体加热试验

试验对外形尺寸为φ1940mm×φ1240mm×3200mm的2.25cr1mo钢筒形工件进行加热，工件放置在托盘上，上面加盖12mm厚的钢板封口，并在钢板表面覆盖两层保温棉，目的是尽量避免上部的辐射对工件内表面的影响。在距离工件下端1420mm处的内外壁各加装接触热电偶1支，外壁热电偶标为1号，内壁为2号。所用的加热炉由6个筒节构成，在每个硅酸铝纤维筒体设置一个电偶测温孔以测量炉气的温度，热电偶放入深度200mm。其中测量炉气温度的8号热电偶与测量工件表面温度的1号、2号热电偶放置在同一高度，炉气升温曲线如图2所示。预热阶段加热保温过程全部在差温炉中进行，将炉气温度由室温经135min升高到300℃，保温120min后，以50℃/h的速度升高到550℃，再保温240min，此后，按1000kw的全功率向1050℃升温，同时必须注意工件表面的热电偶在加热过程中不超过960℃，否则停止全功率升温，以防止工件过烧。出炉时先打开炉盖让横销降温到800℃左右，吊出空冷。