一种厚壁环件差温轧制温控方法技术

本发明专利技术公开了一种厚壁环件差温轧制温控方法，主要包括：(a)对环件进行网格划分；(b)给定n时刻环件的初始温度场；(c)给定最小临界温差值，分别计算环件内壁层平均温度、环件外壁层平均温度、环件中心层平均温度，并判断环件中心层平均温度与环件内壁层平均温度、环件外壁层平均温度中的最小值之差是否超过最小临界温差值；(d)计算n时刻环件所需的冷却热流密度；(e)给定轧制总时间t，并判断是否需要对环件进行冷却；(f)得到整个环轧过程中所需的冷却热流密度变化值。本发明专利技术使厚壁环件表层与心部始终保持一定的温差，有利于心部缺陷的消除，改善环件成形均匀性，提高环件综合性能。

A temperature control method for differential rolling of thick wall rings

【技术实现步骤摘要】
一种厚壁环件差温轧制温控方法
本专利涉及环件轧制
，尤其涉及一种厚壁环件差温轧制温控方法。
技术介绍
环件轧制又称辗环或扩孔，是利用轧辊驱动环件转动，通过轧制孔型的连续轧制变形，使环件直径不断增大，壁厚减小，截面逐渐成形的特殊塑性加工过程。与传统的模锻、自由锻造、火焰切割工艺相比，由于其具有环件精度高、质量好、生产效率高、节能节材、生产成本低等技术经济优势，成为目前生产各种无缝环形锻件的常用方法，被广泛应用于航天航空、造船、原子能工业、建筑机械、矿山机械等各种工业领域。在环轧过程中，环件的表层心部所受应变状态不同，会出现内外等效应变不均匀的现象，轧制变形难以渗透到心部，中心变形很小，使心部再结晶不充分，导致心部晶粒粗大不均匀，造成成品环件质量差，这对于厚壁环件尤其严重，单纯增加道次压下率的方法可以使轧制变形深入到心部，但是提高道次的压下率的同时必然会增加轧制力，又会增加轧件的咬入难度，使轧机负荷增加，造成资源浪费，有时还会无法达到生产工艺所需。因此，急切寻求在不增加道次压下率的情况下可以使轧制变形深入到心部，使组织性能更加优越。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚壁环件差温轧制温控方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n(a)对环件进行网格划分，得到有限个离散的网格节点；/n(b)给定n时刻环件的初始温度场

【技术特征摘要】
1.一种厚壁环件差温轧制温控方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(a)对环件进行网格划分，得到有限个离散的网格节点；
(b)给定n时刻环件的初始温度场
(c)给定最小临界温差值ΔT，分别计算环件内壁层平均温度环件外壁层平均温度环件中心层平均温度并判断是否成立？若成立，则环件所需的冷却热流密度转入步骤(e)，否则，转入步骤(d)；
(d)通过冷却热流密度计算公式计算n时刻环件所需的冷却热流密度
(e)给定轧制总时间t，并判断n+1<t是否成立？若成立，则利用步骤(e)计算的冷却热流密度选取合适的冷却方式对环件进行冷却，再通过步骤(b)中的初始温度场和环件温度差分公式计算环件下一时刻的温度场并使n＝n+1，转入步骤(b)，否则，转入步骤(f)；
(f)得到整个环轧过程中所需的冷却热流密度变化值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(c)中环件内壁层平均温度计算公式为：



式中，i—节点在径向方向的位置，i＝0,1,2,3…,r/Δr.；
r—网格区域的半径；
Δr—径向网格单位长度；
j—节点在周向方向的位置，j＝0,1,2,3…,φ/Δφ.；
φ—网格区域的弧度；
Δφ—周向网格单位弧度。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(c)中环件外壁层平均温度计算公式为：





4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(c)中环件中心层平均温度计算公式为：





5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(e)中冷却热流密度计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：张以都，宋和川，吴琼，高瀚君，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11