在近年來汽車產(chǎn)業(yè)向新能源汽車發(fā)展的背景下，以提高靜音性為目的，對(duì)提高以齒輪、軸為代表的動(dòng)力傳送部件形狀精度的需求日益提高。由于這類部件大多需要通過油淬進(jìn)行硬化熱處理，在提高部件形狀精度方面，熱處理變形是一個(gè)不得不面對(duì)的問題。另外，為了提高精度，有時(shí)還需要對(duì)熱處理后的部件進(jìn)行齒輪齒面的研磨或壓力矯正等，對(duì)此，也存在著減輕作業(yè)負(fù)荷的需求。探明熱處理變形原因并針對(duì)其確定應(yīng)對(duì)措施是材料、熱處理領(lǐng)域必須解決的問題。

山陽特殊鋼公司為了向鋼制部件高性能化提供有效解決方案，開發(fā)了熱處理實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬結(jié)合的熱處理變形模擬系統(tǒng)。通過利用該系統(tǒng)，用戶可通過抑制部件的熱處理變形來實(shí)現(xiàn)提高形狀精度的目的。

在高強(qiáng)度部件的淬火工序，存在著精密加工的部件因熱處理而產(chǎn)生不均勻變形的問題。從經(jīng)驗(yàn)上而言，這主要是由于同一部件內(nèi)部或部件之間產(chǎn)生的油淬時(shí)冷卻速度的差異（不均勻冷卻）造成。不均勻冷卻受到部件形狀、油槽內(nèi)配置、淬火油的攪拌情況等的影響，而在實(shí)際的部件生產(chǎn)線，無論是精確的部件溫度測(cè)定還是油的狀態(tài)觀察均較為困難，因此難以探明熱處理變形原因并針對(duì)其確定應(yīng)對(duì)措施。

首先，在實(shí)驗(yàn)室重現(xiàn)不均勻變形。這時(shí)，進(jìn)行生產(chǎn)線上難以實(shí)施的部件內(nèi)部、部件之間多個(gè)位置的溫度測(cè)定，并通過安裝于本裝置的油槽觀察窗，用高速攝像機(jī)拍攝。由此可掌握與冷卻密切相關(guān)的部件表面“蒸汽膜”狀態(tài)。“蒸汽膜”的發(fā)生，從油的特性而言不可避免，但因其在冷卻過程中崩毀，而這時(shí)冷卻速度急劇提高，因此觀察部件內(nèi)部、部件之間的這種差異，在探明不均勻冷卻的原因中是不可或缺的。

其次，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中獲得的部件內(nèi)部、部件之間的溫度測(cè)定結(jié)果，將山陽特殊鋼公司已有的鋼材數(shù)據(jù)庫應(yīng)用于計(jì)算機(jī)模擬，在計(jì)算機(jī)上重現(xiàn)不均勻變形，以此鎖定其原因。并根據(jù)鎖定的原因和觀察得到的“蒸汽膜”崩毀行為，通過使用“流體分析”的油流的計(jì)算機(jī)模擬，可以提出抑制實(shí)際部件制造中熱處理變形的對(duì)策。

通過強(qiáng)化研究開發(fā)和品質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)力而追求更進(jìn)一步的技術(shù)先進(jìn)性是該公司第十個(gè)中期經(jīng)營計(jì)劃的方針之一。山陽特殊鋼表示，將以熱處理變形模擬系統(tǒng)開發(fā)為開端，致力于為用戶提供解決方案。

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