鋁合金框環(huán)構(gòu)件薄壁、弧度大、尺寸大,是火箭上典型的薄壁鋁構(gòu)件,其存在熱敏感性高、構(gòu)件整體傳熱性能差的特點(diǎn),在加熱和淬火過(guò)程中構(gòu)件整體極易發(fā)生溫度不均勻現(xiàn)象,導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生不同程度淬火變形,因此需要應(yīng)用一定技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)薄壁鋁構(gòu)件固溶淬火處理過(guò)程的精密控形。本文以鋁合金薄壁框環(huán)構(gòu)件為研究對(duì)象,應(yīng)用數(shù)值模擬的方法對(duì)其固溶淬火過(guò)程中應(yīng)用的固溶爐導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)與淬火工藝參數(shù)進(jìn)行研究,指導(dǎo)薄壁鋁構(gòu)件精密控形固溶生產(chǎn)線設(shè)計(jì)并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。本文在整板固溶處理射流加熱技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)比整板工件與框環(huán)構(gòu)件加熱過(guò)程流場(chǎng)分布,總結(jié)薄壁鋁構(gòu)件射流加熱爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化方向,提出對(duì)上導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)噴風(fēng)板開(kāi)孔率進(jìn)行研究,對(duì)下導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)增加導(dǎo)流板。經(jīng)過(guò)對(duì)導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)分別研究與多種方案對(duì)比,結(jié)果表明:上導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)噴風(fēng)板開(kāi)孔率0.2,下導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板兩側(cè)配風(fēng)量2:1,2/3高度位置可以得到較好的加熱流場(chǎng)。在優(yōu)化的導(dǎo)風(fēng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,研究了循環(huán)風(fēng)量對(duì)固溶爐有效加熱區(qū)溫度均勻性的影響。結(jié)果表明,隨著熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)量的增加,爐溫均勻性先提高后改善效果不明顯,在熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)量為66000m3/h時(shí),爐溫均勻性可滿足要求,并具有較好的經(jīng)濟(jì)性。建立鋁合金薄壁框環(huán)構(gòu)件淬火過(guò)程... 

【文章來(lái)源】：機(jī)械科學(xué)研究總院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４?２２１９鋁合金脫溶析出ＣＣＴ曲線??Ｆｉｇ．?１－４?ＣＣＴ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?２２１９?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ??

爐是當(dāng)前框環(huán)構(gòu)件專用熱處理設(shè)備發(fā)展??的前景之一。??１．４鋁合金工件淬火研究現(xiàn)狀??１．４．１鋁合金換熱機(jī)理與噴淋淬火研究現(xiàn)狀??鋁合金工件淬火過(guò)程是合金元素溶入鋁基體中形成過(guò)飽和固溶體的關(guān)鍵步驟，??工件在淬火過(guò)程經(jīng)歷著極大的溫度變化。大多數(shù)鋁合金工件可以使用水作為淬火介??質(zhì)。在冷卻過(guò)程中，較慢的冷卻速度將因其固溶處理得到的過(guò)飽和固溶體發(fā)生脫溶，??使得工件性能大大降低，過(guò)快的冷卻速度則會(huì)造成工件整體呈現(xiàn)冷卻不均的狀態(tài)，??引起參與應(yīng)力的出現(xiàn)。鋁合金工件冷卻速度限制示意圖如圖１－５所示。??ｖ?淬火?ｒ．２；Ｗｕ??＾太悛－性能降低??ｆｍ＼＼ｍ??時(shí)Ｎ??圖１－５鋁合金工件冷卻速度限制示意圖??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｐｅｅｄ?ｌｉｍｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ??５??

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于大規(guī)格構(gòu)件存在工件轉(zhuǎn)移、淬火順序等影響工件淬火的??工序，因此在淬火過(guò)程中極易發(fā)生由于工件淬火不均勻造成整體變形；對(duì)于異形工??件，會(huì)由于工件局部冷卻介質(zhì)流動(dòng)性差產(chǎn)生溫度差異，導(dǎo)致較大熱應(yīng)力的出現(xiàn)。圖??１－６為薄壁鋁合金構(gòu)件淬火出現(xiàn)的變形情況，由圖可以看出工件為異形薄壁工件且??尺寸較大，經(jīng)過(guò)淬火后產(chǎn)生較大變形，且使用機(jī)械校正方法無(wú)法對(duì)工件進(jìn)行校形，??從而導(dǎo)致工件報(bào)廢＾１。??？?ｉｉ－－??ｍｉ，丨川丨｜｜丨—｜＾１１１１１１丨丨??；ｉ：??圖１－６薄壁鋁合金構(gòu)件淬火變形??Ｆｉｇ．１－６?Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ?ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??為解決鋁合金淬火中出現(xiàn)嚴(yán)重變形問(wèn)題，學(xué)者提出多種解決方法。李培躍［３７］等??研宂了在浸淬過(guò)程中使用特殊淬火介質(zhì)在與水的一定配比下可有效降低合金冷卻??速率，減少工件表面和芯部的溫度差，從而實(shí)現(xiàn)工件淬火后僅存在較小變形量？，侯??通［１２］等針于Ｔ形工件，在浸入式淬火入水過(guò)程中對(duì)比多種入水方式，得到采用肋朝??上進(jìn)入淬火槽中可以得到最小的變形量；郭世貴［３８］等對(duì)于多種厚度鋁合金板在??不同噴淬條件下工件的殘余應(yīng)力分布，總結(jié)板厚對(duì)殘余應(yīng)力的影響以及噴淬壓力對(duì)??殘余應(yīng)力分布的作用規(guī)律。楊夏煒［６］研究了大型鋁合金復(fù)雜構(gòu)件使用淬火槽的入水??淬火過(guò)程，并對(duì)淬火槽內(nèi)增加攪拌系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)了攪拌系統(tǒng)中均流板的位置并??使用數(shù)值模擬的方法對(duì)變形情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，使用等比縮小的工件進(jìn)行試驗(yàn)與模擬結(jié)??果相符合。在鋁合金淬火變形的研宄中數(shù)值模擬方法與試驗(yàn)方法并用。對(duì)常見(jiàn)的如??平板

【參考文獻(xiàn)】：
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