熱沖壓工藝傳熱系數的測定

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熱沖壓工藝傳熱系數的測定

熱沖壓技術是汽車應用領域中的高端技術，最早被部分發達國家的鋼鐵企業所掌握，現已成為汽車制造技術的發展趨勢。該技術能大大提高鋼板使用強度和零件尺寸精度，達到車身輕量化的要求。熱沖壓技術可以大幅提高沖壓后產品的抗拉強度。熱沖壓的關鍵工藝過程是加熱、沖壓、保壓和冷卻。熱沖壓過程中傳熱系數的選擇是決定熱沖壓工藝及其有限元模擬結果可靠性的最重要因素之一。淬火冷卻過程可能需要長達10s的時間。為了最大限度地提高生產速度，優化淬火參數以實現最高淬火速率和減少淬火時間。

為了實現上述目的，設計和制造了熱模擬新型測試臺，利用

式中，Q是從工件傳到模具的總熱量；Tworkpiece是工件的初始溫度；Tdie是模具的初始溫度。

該熱模擬新型測試臺可以用空氣或水等急冷系統，提供一個較高的冷卻速度；測試過程可以完全用計算機控制和合理改變載荷溫度，因此能精確地模擬實際生產過程；該測試臺可以承受20t的靜載荷，并且具有熱電偶、傳感器、稱重傳感器和激光引伸反饋先進控制系統對溫度和接觸壓力進行控制。同時，對接觸壓力和溫度對傳熱系數的影響進行了研究。熱模擬新型測試臺的開發是為了衡量熱沖壓工藝的界面傳熱系數（IHTC），定義如下：等輔助設備。

設計相應的試驗，測量不同接觸壓力和溫度下的傳熱系數。試驗結果發現，隨著接觸壓力的增大，傳熱系數呈現出非線性變化趨勢，但當接觸壓力為100MPa時傳熱系數達到最大值。該研究對模擬熱沖壓工藝過程中傳熱系數的選擇提供了一定依據。

刊名：Materials Today: Proceedings（英）

刊期：2015年第25期

作者：Kang Ji et al

編譯：孫堅