韩敏娜 谢小川 张海成 罗恒军

(中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司，四川618000)

锻造生产可以大致分为三个环节：锻前加热、锻造、锻后热处理，棒料的锻前加热是锻件生产中一个至关重要的环节。加热时间太短会影响锻件质量、增加成形难度；加热时间过长又会降低生产效率、增加能耗、致使锻件产生较厚的氧化皮和脱碳层[1]。因此，对棒料加热过程进行研究，有利于合理控制加热时间，对锻件实际生产意义重大。

在锻造过程中，棒料从加热炉到模具的转移阶段实际上是一个空冷过程，该过程坯料的温降情况对坯料始锻温度影响大，而热交换系数是影响空冷过程的重要因素。数值模拟中的反传热法是获取热交换系数的有效手段[2- 4]。反传热法是利用试验测得的物体某点上的温度-时间变化曲线，通过求解导热微分方程获取表面换热系数的方法[5]。该法可以获得与实际工况高度契合的热交换系数，能够较为准确地模拟转运过程坯料的温降情况，进而提高锻造模拟精度，还可以推广到淬火等热处理工序，在工程实际中具有重大应用价值。

1 理论推算

棒料在炉内，换热以导热、对流、辐射形式进行热量传递；棒料从高温的炉壁或火焰喷头通过对流或辐射方式获得热量，棒料内热量主要以热传导的方式传递。

根据能量守恒，微元体的热平衡式可以表示为下列形式：(导入微元体的总热流量)+(微元体中内热源生成的热量)=(微元体内能的增量)+(导出微元体的总热流量)，结合傅里叶定律推算出导热微分方程的一般形式：