Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hiểu biết về phân bố nhiệt độ và các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình hàn đồng tầng tần số cao của hạt siêu mài CBN
Tóm tắt
Bài báo này nghiên cứu đặc điểm phân bố nhiệt độ trong quá trình hàn đồng tần số cao của hạt siêu mài nitrit boron lập phương (CBN) dựa trên mô phỏng phần tử hữu hạn. Các yếu tố ảnh hưởng, bao gồm tần số dòng điện, độ lớn dòng điện, khe hở gia nhiệt và tốc độ quét, được thảo luận liên quan đến nhiệt độ gia nhiệt kết quả. Kết quả thu được cho thấy trong quá trình gia nhiệt cảm ứng quay, khu vực gia nhiệt hiệu quả tập trung ở mặt trên của bề mặt bánh xe kim loại (tức là thép AISI 1045) bên dưới cuộn dây. Giá trị cao nhất của nhiệt độ gia nhiệt kết quả lớn hơn khi gia nhiệt với tần số dòng điện cao hơn, độ lớn dòng điện lớn hơn, và các giá trị khe hở gia nhiệt nhỏ hơn; tuy nhiên, tốc độ quét bên ngoài cao hơn dẫn đến việc giảm nhiệt độ cao nhất của kết quả. Các thông số tối ưu được xác định gồm khe hở gia nhiệt 2 mm, tần số dòng điện 1 MHz, độ lớn dòng điện 20 A, và tốc độ quét bên ngoài 0.5 mm/s. Cuối cùng, các kết quả mô phỏng được minh chứng và xác nhận trong thí nghiệm hàn đồng tần số cao của các hạt CBN.
Từ khóa
#hàn đồng tần số cao #phân bố nhiệt độ #hạt siêu mài #nitrit boron lập phương #mô phỏng phần tử hữu hạnTài liệu tham khảo
Bhaduri D, Kumar R, Jain AK, Chattopadhyay AK (2010) On tribological behaviour and application of TiN and MoS2-Ti composite coating for enhancing performance of monolayer cBN grinding wheel. Wear 268(9–10):1053–1065
Wang Y, Qiu XM, Sun DQ, Yin SQ (2011) Influence of Ti on microstructure and strength of c-BN/Cu-Ni-Sn-Ti composites. Int J Refract Met Hard Mater 29(2):293–297
Ding WF, Xu JH, Chen ZZ, Yang CY, Fu YC (2009) Microstructure characteristics of CBN/steel joints brazed with TiB2 modified active filler. Mater Sci Technol 25(12):1448–1452
Ay M, Caydas U, Hascalik A (2012) Optimization of micro-EDM drilling of Inconel 718 superalloy. Int J Adv Manuf Technol 66(5–8):1015–1023
Mao C, Zhang J, Huang Y, Zou HF, Huang XM, Zhou ZX (2013) Investigation on the effect of nanofluid parameters on MQL grinding. Mater Manuf Process 28:436–442
Ding WF, Xu JH, Chen ZZ, Su HH, Fu YC (2010) Grindability and surface integrity of cast Nickel-based superalloy in creep feed grinding with brazed CBN abrasive wheels. Chin J Aeronaut 23(4):501–510
Zhang YB, Li CH, Jia DZ, Zhang DK, Zhang XW (2015) Experimental evaluation of the lubrication performance of MoS2/CNT nanofluid for minimal quantity lubrication in Ni-based alloy grinding. Int J Mach Tools Manuf 99:19–33
Zhang DK, Li CH, Zhang YB, Jia DZ, Zhang XW (2015) Experimental research on the energy ratio coefficient and specific grinding energy in nanoparticle jet MQL grinding. Int J Adv Manuf Technol 78:1275–1288
Mao C, Zou HF, Zhou X, Huang Y, Gan HY, Zhou ZX (2014) Analysis of suspension stability for nanofluid applied in minimum quantity lubricant grinding. Int J Adv Manuf Technol 71:2073–2081
Azizi A, Rezaei SM, Rahimi A (2010) Study on the rotary cup dressing of CBN grinding wheel and the grinding performance. Int J Adv Manuf Technol 47(9–12):1053–1063
Ding WF, Xu JH, Chen ZZ, Su HH, Fu YC (2011) Brazed joints of CBN grains and AISI 1045 steel with AgCuTi-TiC mixed powder as filler materials. Int J Miner Metall Mater 18(6):717–724
Ma B, Zhu H (2015) Study on induction brazing of diamond grits coated by physical vapor deposition. Int J Adv Manuf Technol 80:599–605
Zhang LX, Feng JC, Liu HB (2008) High frequency induction brazing of TiC cermets to steel with Ag-Cu-Zn foil. Mater Sci Technol 24(5):623–626
Li QL, Xu JH, Su HH, Lei WN (2015) Fabrication and performance of monolayer brazed CBN wheel for high-speed grinding of superalloy. Int J Adv Manuf Technol 80:1173–1180
Codrington J, Nguyen P, Ho SY, Kotousov A (2009) Induction heating apparatus for high temperature testing of thermo-mechanical properties. Appl Therm Eng 29:2783–2789
Jang JY, Chiu YW (2007) Numerical and experimental thermal analysis for a metallic hollow cylinder subjected to step-wise electro-magnetic induction heating. Appl Therm Eng 27:1883–1894
Franco C, Acero J, Alonso R, Sagüés C, Paesa D (2012) Inductive sensor for temperature measurement in induction heating applications. IEEE Sensors J 12(5):996–1003
Chen QS, Gao P, Hu WR (2004) Effects of induction heating on temperature distribution and growth rate in large-size SiC growth system. J Cryst Growth 266:320–326
Mei RB, Li CS, Liu XH, Li B, Han B (2011) Modeling of slab induction heating in hot rolling by FEM. Engineering 3:364–370
Zhang ZY, Yang H, Li H, Tao Z, Wang D (2014) Thermo-mechanical coupled 3D-FE modeling of heat rotary draw bending for large-diameter thin-walled CP-Ti tube. Int J Adv Manuf Technol 72(9–12):1187–1203
Chen SC, Peng HS, Chang JA, Jong WR. Rapid mold surface heating/cooling using electromagnetic induction technology. International Conference on Mechatronics. July 10–12, 2005, Taipei, Taiwan
Keer RV, Dupré LR, Melkebeek JAA (1996) On a numerical method for 2D magnetic field computations in a lamination with enforced total flux. J Comput Appl Math 72:179–191
Zhu TX, Li XK, Li F, Rong Y. The establishment of coupled electromagnetic-thermal analytical model of induction heating system with magnetic flux concentrator and the study on the effect of magnetic permeability to the modeling. ASME International Manufacturing Science and Engineering Conference. June 10–14, 2013, Madison, Wisconsin, USA
Eastwood MD, Haapala KR (2015) An induction hardening process model to assist sustainability assessment of a steel bevel gear. Int J Adv Manuf Technol 80(5–8):1–13
Nemkov V, Goldstein R (2003) Computer simulation for fundamental study and practical solutions to induction heating problems. Compel Int J Comput Math Electr Electron Eng 22(1):181–191
Rudnev V, Loveless D, Cook RL, Black M (2003) Handbook of induction heat. Marcel Dekker, New York
Ding WF, Xu JH, Chen ZZ, Su HH, Fu YC (2010) Effects of heating temperature on interfacial microstructure and compressive strength of brazed CBN-AlN composite abrasive grits. J Wuhan Univ Technol-Mater Ed 25(6):952–956
Arita H, Todaka T, Enokizono M (2002) Thermal magnetic characteristic for high frequency induction heating analysis. J Appl Phys 91(10):8317–8318
Shen B, Song B, Cheng L, Lei XL, Sun FH (2014) Optimization on the HFCVD setup for the mass-production of diamond-coated micro-tools based on the FVM temperature simulation. Surf Coat Technol 253:123–131
Norouzifard V, Hamedi M (2014) A three-dimensional heat conduction inverse procedure to investigate tool–chip thermal interaction in machining process. Int J Adv Manuf Technol 74(9–12):1637–1648
Li F, Li XK, Zhu TX, Rong Y. Numerical simulation of the moving induction heating process with magnetic flux concentrator. Advances in Mechanical Engineering, 2013, Article ID 907295 (9 pages)