钢感应淬火工艺参数优化讨论.docx

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1、钢感应淬火工艺参数优化讨论摘要：通过响应面法建立了钢感应淬火工艺参数电流频率、电流密度、移动速度与淬火性能工艺目的外表硬度、淬层深度、抗拉强度之间的二次回归方程，并对钢感应淬火工艺参数进行了单工艺目的和综合工艺目的优化，分别得到了各自的优化工艺参数，同时进行了验证试验，实际结果与优化预测结果基本一致关键词：钢；淬火；工艺参数；优化；响应面是一种性能优良、经济实用的合金调质钢，其淬透性好，具有较高的强度、良好的韧性和耐磨性、可切削加工性等优点，常用于制造传动齿轮、主轴、心轴、转轴、连杆、蜗杆、轨道电车轴、发电机轴、曲轴、飞轮和大小锻件等淬火是钢的常见热处理方式，也是改善其力学性能的主要手段感应淬

2、火技术具有加热速度快、生产效率高、节约能源、保护环境、易于实现机械化和自动化等众多优点，在机械制造行业，已获得广泛的应用感应淬火是涉及电、磁、热、相变和力学方面的复杂物理经过，其工艺参数直接影响材料的淬火效果和性能感应器的移动速度、电流频率、电流密度等参数影响加热温度的变化，因而对零件外表奥氏体化的构成经过产生影响，进而影响材料淬火后的最终组织及力学性能合理选择感应淬火工艺参数，对提高零件淬火效果和材料的综合力学性能特别重要响应面优化是将体系的响应作为个或多个因素的函数，通过一系列确定性试验，用多项式函数来近似隐式极限状态函数，通过合理地选取试验点和迭代策略，来保证多项式函数能够在失效概率上收

3、敛于真实的隐式极限状态函数的失效概率，进而寻找最优条件优化结果不仅局限在试验设计的孤立点上，而是在整个响应多项式函数定义域内，所以比正交试验优化法有更高的精度本文运用响应面法优化钢感应淬火工艺参数，以期为其淬火工艺设计与生产控制提供借鉴试验方法试验材料为的钢棒料采用试件旋转感应器沿试件轴向移动的加热方式淬火加热停止后继续喷水冷却，直至温度降到马氏体停止转变温度下面在不同感应圈移动速度、电流频率及电流密度下，分别考察试件的淬火效果，即以电流频率、电流密度、移动速度为感应淬火优化工艺参数利用响应面优化软件工具，设计一个因素水平的旋转中心组合试验，试验设计见表材料淬火后的性能指标较多，如力学性能硬度

4、，强度，塑性、工艺性能切削，铸造，焊接，锻造、金相组织构造等文中以外表硬度、淬层深度、抗拉强度为感应淬火试件综合力学性能为优化工艺目的用维氏硬度计测量试件的外表硬度，沿试件轴向和径向分别取个不同点测点，取其平均值为其硬度；将试样打磨干净，用体积分数硝酸乙醇溶液硝酸乙醇浸蚀后，观测硬化层及金相组织，淬硬层的测量自外表开场测至显示出明晰马氏体组织处为止在电子万能试验机上进行拉伸试验，测量试件的抗拉强度。试验分析二次回归方程响应面法优化的基本原理是首先利用试验数据建立优化工艺参数和工艺目的之间的函数关系，然后对拟合的函数进行规划，最后得到最优解根据表中的试验数据，分别对试件的外表硬度、淬层深度、抗拉

5、强度进行二次回归拟合。方差分析方差分析主要是检验模型的拟合精度方差分析常用的指标有：模型检验值、失拟项检验值、模型概率、失拟项概率、相关系数、修正相关系数、预测相关系数、信噪比等模型的检验值越大概率值越小、信噪比越大，讲明模型的拟合精度越高；失拟项的检验值越小概率值越大，讲明模型的拟合精度越高；相关系数越大，讲明模型的拟合度越好，但是随着自变量的个数增加而增大，为了全面的考察拟合程度，引进修正相关系数，当与值相接近时，讲明拟合程度较好；当与值相差较大时，讲明近似模型中存在不重要的参数，能够通过回归分析删除冗余参数此外还能够根据预测相关系数，判定方程的拟合精度，与修正相关系数越接近，讲明预测精度

6、越高。工艺优化单工艺目的优化分别对感应淬火试件的外表硬度、淬层深度、抗拉强度进行单工艺目的优化，即分别求、到达最优时的淬火工艺参数淬火频率、电流密度、移动速度的最佳值外表硬度、淬层深度、抗拉强度最优，即、均最大。综合工艺参数优化综合优化工艺目的是求使项工艺目的同时到达最优时钢感应淬火的最佳工艺参数，即便外表硬度、淬层深度、抗拉强度均最大时的淬火频率、电流密度、移动速度的最佳值综合工艺目的优化问题可转化为单工艺目的优化问题，方法是将综合工艺目的表示为单工艺目的的加权线性组合。交互项影响分析交互项分析是考察二次回归方程中的交互项对工艺目的的影响规律和影响程度利用响应面优化软件，可作出各工艺目的的响

7、应面。验证试验以优化得到的工艺参数进行淬火试验验证，即电流频率，电流密度，感应器移动速度进行感应淬火，测试试件的性能，结果为外表硬度，淬层深度，抗拉强度，与响应面优化的结果基本一致，讲明了响应面法优化钢感应淬火工艺参数的可行性和有效性。感应淬火是一种全新的热处理工艺技术，其热效率高，加热时间短，工件变形小，淬火缺陷少，质量稳定，生产环境清洁，能知足局部热处理要求由于感应淬火能够选择的频率段较多，硬化层的范围较宽，淬层深度比渗碳淬火更深，因而可使工件的强度到达更高标准，在机械制造行业被广泛应用感应淬火工艺参数直接影响淬火后零件的性能，优化工艺参数是保证零件感应淬火效果和使用性能的关键本文通过响应面法建立了钢感应淬火工艺参数电流密度、移动速度和淬火频率与零件淬火性能外表硬度、淬层深度、抗拉强度之间的二次回归方程，并通过响应面优化软件，对钢淬火进行了单工艺目的和综合工艺目的优化在以外表硬度、淬层深度、抗拉强度为多工艺优化目的下，感应淬火最佳工艺参数为：淬火电流频率，电流密度，移动速度此时，外表硬度为，淬层深度为，抗拉强度为，并可得到优化结果的可信度