TP2铜与3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热系数.pdf

第20卷第4期
中国有色金属学报
2010年4月
Vol 20 No 4
The Chinese Journal of Nonferrous Metals
Apr.2010
文章编号:1004-0609(2010)04-0662-05
TP2铜与3Cr2W8V模具钢的瞬态接触换热系数
邢,张立文,张兴致,岳重祥
(大连理工大学材料科学与工程学院,大连116085)
摘要:基于反传热算法,制造一套瞬态接触换热系数测量装置,研究高温TP2铜与低温3C2W8V模具钢的瞬
怣接触换热过程。结粜表明:接触载荷在1.56~7.80MPa范围内变化时,高温TP2铜的初始温度为400、500和
600℃,低温3C2W8v模具铜的初始温度为100、200和300℃。瞬态接触换热系数在很短时间内(5S)快速増大
到某一恒定值,并随着时间延长,产生缓慢的后续增加过程。接触换热系数随着接触载荷的增加而增大,呈幂指
数关系,且试样初始温度越高,接触换热系数增大的趋势越快。
关键词:TP2铜;3Cr2W8V模具钢;瞬态法;反传热算法;接触换热系数
中图分类号:TG113.,2
文献标志码:A
Transient contact heat transfer coefficient between
TP2 copper and 3cr2w8v die steel
XING Lei, ZHANG Li-wen, ZHANG Xing-zhi, YUE Chong-xiang
School of Materials Science and Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116085, China)
Abstract: Based on the principle of inverse heat transfer problems, a new experimental apparatus was developed to
measure the contact heat transfer coefficient in the transient condition. The transient contact heat transfer was investigated
between the hot TP2 copper and cold 3cr2w8v steel. The results show that the contact pressure is in the range of
1. 56-7.80 Mpa, the initial temperatures of the hot TP2 copper are 400, 500 and 600 C, and the initial temperatures of
the cold 3r2w8v steel are 100, 200 and 300 C. The contact heat transfer coefficient increases rapidly to a level in a
very short time (5 s), from which a much slower increase occurs. The contact heat transfer coefficient increases with
increasing contact pressure according to the power law correlation, and it is relatively high at high initial temperature
Key words: TP2 copper: 3cr2w8v steel; transient method; inverse heat transfer method; contact heat transfer coefficient
TP2铜具有良好的导电导热性、抗磁性和抗大气?温度场在极短时间内发生剧烈变化,其物理机制与稳
腐蚀性,因此,TP2铜管被广泛地应用于空调和冰箱态过程有一定差别,因此,有必要对金属界面间瞬态
制冷管、热交换器用管、蒸汽管和蒸馏装置用管等?。接触换热过程进行研究。BECK等分析这种瞬态接
在铜管铸坯的轧制过程中,坯料与轧辊间的接触换热触,给出界面平均温度的解析表达式,并采用非稳定
系数影响着铜管的质量和轧辊的使用寿命,接触换热表面元(USE)法求解线性瞬态接触换热问题。
系数也是影响铜管轧制过程数值模拟结果准确性的关 FIEBERG等利用红外测温仪对不同温度的钢与铝
键参数。
合金接触后的瞬态度场进行测量,求解瞬态热传导
近年来,国内外学者采用稳态热流法对不同材料方程得到接触换热系数。目前,国外对瞬态接触换热
间接触换热系数进行研究,获得一些有价值的实验数过程的研究甚少,且测量温度较低(<280℃),国内
据?。实际热加工是坯料与工模具的瞬态接触过程,关于这方面的研究尚未见报道。
收稿日期:2009-05-12;修订日期:2009-09
通信作者:张立文,教授,博士;电话:0411-84706087;E-mail:commat(c@mail.dlut.edu.cn