金属热处理

作者：龙振宇, 邓小虎, 陈睿博, 杜纪柱, 马永明, 马元浩, 修永帅, 肖枫

单位：1.天津职业技术师范大学 天津市高性能精准成形制造技术与装备重点实验室, 天津 300222; ；2.中国机械总院集团宁波智能机床研究院有限公司, 浙江 宁波 315700; ；3.潍柴动力股份有限公司, 山东 潍坊 261061; ；4.海思特(苏州)材料科技有限公司, 江苏 苏州 430048

关键词：6061铝合金,气瓶,喷淋淬火,数值计算,温度场

基金：江苏省产学研合作项目(FZ20220658)

采用ABAQUS有限元软件对6061铝合金气瓶喷淋淬火过程进行了仿真。在原模型基础上,考虑了工件大小和相邻喷淋区域相互叠加的因素,得到了不同喷淋淬火工艺参数(喷淋压力、喷嘴形状、喷淋角度、喷淋距离)下的温度场模拟结果。模拟结果表明,气瓶厚度方向温度场是非均匀的,且瓶体厚度每增加1 mm,冷却速率降低20 ℃/s,因此在气瓶不同位置应采用不同的喷淋条件。此外,发现瓶体的残余应力与瓶身长度关联较小,在瓶口与瓶身的拐角处存在高达246 MPa的残余应力。基于材料成分、固溶工艺参数和时效工艺参数计算得到气瓶的抗拉强度,并和试验结果进行了对比,吻合度较高,说明该仿真分析可用于气瓶淬火工艺的指导。喷淋压力越大,气瓶最终温度越低且气瓶不同位置温差越小;较扁嘴线状喷嘴,采用椭圆形喷嘴的温度均匀性更好;喷淋角度较大(60°)时,喷淋面较为均匀,重叠区域间隙较小;喷淋距离越小,喷淋均匀性越差。

来源：2025年第8期

《金属热处理》期刊编辑部

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