為了分析真空熱處理爐內加熱工件的溫度場,將包含工件在內的整個真空熱處理爐作為模仿目標建立了一個三維的數值模型。該模型集成了一個操控爐溫的PID模塊,而且考慮了熱物性參數的非線性要素。根據一商業軟件,對工件、真空熱處理爐的隔熱層、加熱管等的瞬態傳熱進程進行了數值模仿,并與實測值進行了比照,兩者基本符合。最終,根據模仿成果提出了優化的加熱工藝參數。
真空熱處理爐內的傳熱以輻射為主,在加熱進程中爐膛比工件的升溫速度快得多,故存在加熱滯后現象。此外,由于工件之間彼此遮蓋,構成加熱器無法直接輻射到的暗輻射區,然后導致工件加熱不均勻并產生溫差。因此,為避免工件產生加熱畸變,一起又不致由于加熱速度太慢而引起晶粒長大和本錢增加,需要研討真空爐內的傳熱規律,制定合適的加熱工藝。慣例用于確認加熱工藝參數的實測法本錢高、周期長。近年來,計算機模仿技術開端用于熱處理加熱進程的研討,但選用的多是兩維模型、工件簡略,而且忽略了爐子和工件內的溫度梯度。本文將工件和真空熱處理爐作為一個全體來研討,根據一商業的CFD軟件建立了一種三維真空熱處理爐瞬態溫度場的數值模型,該模型集成PID模塊的三維真空熱處理爐數值模型,考慮了熱物性參數的非線性要素,對工件加熱進程中的瞬態溫度場進行了模仿,并根據模仿成果對工藝進行了優化。該模型可為真空熱處理的生產供給參閱根據。
建立了一種包容PID控溫模塊的三維的真空熱處理爐瞬態傳熱的數值模型,利用該模型對真空熱處理爐內棒形工件的真空加熱進程進行了數值模仿分析,根據數值模仿成果提出了加熱工藝的改善意見。成果表明,對裝爐量不是很大且有序放置的小工件進行真空熱處理時,能夠選用快速加熱工藝而不會引起工件的熱畸變,這樣可削減加熱時間,降低本錢。比照了模仿值與實測值,表明二者符合得較好。該模型可為真空熱處理的傳熱研討供給了一種有效的方法,并為真空熱處理的生產供給參閱根據。
