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大型重载传动齿轮，进行渗碳淬火工艺，可以提高表面强度和使用寿命，淬火过程存在的变形问题是生产现场长期存在的，特别是新产品开发过程。齿轮最简单的渗碳热处理工艺是在渗碳后降温至淬火温度，经保温后直接淬火。采用此方法容易使材料晶粒粗大，脆性较大，工件组织应力大，只能承载强度较小的小模数齿轮。目前生产中20CrMoMn钢零件最常用的工艺是在渗碳后先炉冷到550℃出炉空冷，随后重新入炉加热淬火。由于渗碳后需炉冷到一定温度才能出炉，出炉温度越低对工件表面减少氧化脱碳越有利，而炉温越低，工件降温速度也就越慢；另一方面，由于工件进炉淬火加热时需经过一段建立炉气碳势的时间，才能确保淬火后工件的表面质量。因此目前这种热处理工艺耗费时间较长。   针对现行齿轮热处理工艺耗能高，生产周期长等问题，上海热处理厂通过技术创新，研发出新的渗碳淬火热处理工艺。该工艺将渗碳、等温及淬火结合在一起，不仅简化了工序，缩短了工艺时间，减低了生产能耗，而且能有效控制重载齿轮渗碳热处理的各项技术指标。

为了解决生产过程淬火变形问题，建立完整生产过程有限元模型。得到了淬透性对淬火后齿轮微观组织和变形的影响。分析完整过程工艺参数与温度、组织、变形、应力之间的相互耦合作用，明确淬火过程变形机理，提出工艺优化方案，最终解决生产现场相关问题。

团队主要研究方向为机械结构设计；关键零部件热处理过程数值过程建模； 激光熔覆过程熔池演变研究，建立完整生产过程数值模型，分析过程参数对最终结果影响，指导生产现场进行相关产品工艺改进。代表性成果为1、螺旋锥齿轮淬火变形机理及控制研究,***,机电工程学院2、声呐点云处理软件研发,***,中设设计集团股份有限公司,机电工程学院3、异质材料激光熔覆多尺度界面组织演化模型研究,***,国家自然科学基金委员会,机电工程学院