在軋鋼生產(chǎn)過程中,爐底輥、輸送輥等工作輥與紅熱的鋼板直接接觸,長期運(yùn)行后,輥面會產(chǎn)生大量裂紋、掉塊等缺陷而失效。因此,采取合適的表面工程技術(shù)對損壞的輥面進(jìn)行修復(fù)及強(qiáng)化尤為重要。相對于熱噴涂、堆焊等工藝方法,感應(yīng)重熔技術(shù)在修復(fù)和強(qiáng)化冶金輥面時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。但目前傳統(tǒng)的感應(yīng)重熔設(shè)備大多以人工觀察控制為主,自動化程度低。感應(yīng)重熔過程受到電磁-熱耦合場作用的影響,很難用精確的數(shù)學(xué)公式來準(zhǔn)確分析其加熱過程。工件感應(yīng)重熔過程中,操作人員需要通過工件表面出現(xiàn)的“鏡面效應(yīng)”來判斷工件表面重熔狀況,對操作人員技術(shù)水平要求較高。同時(shí)冶金輥工作時(shí)受強(qiáng)磨損與高溫腐蝕綜合作用,常規(guī)Ni60合金涂層逐漸難以滿足使用要求。針對上述問題,本文在以下幾方面進(jìn)行了相關(guān)研究。第一部分,采用ANSYS軟件多場求解法對感應(yīng)重熔過程進(jìn)行數(shù)值模擬仿真。通過建立幾何模型、定義單元屬性、確定網(wǎng)格劃分形式以及對一些相關(guān)邊界條件的約束,模擬計(jì)算了感應(yīng)重熔電流、頻率、感應(yīng)圈間隙等工藝參數(shù)變化對工件表面溫度的影響規(guī)律,并對感應(yīng)重熔數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。同時(shí),搭建了驗(yàn)證重熔參數(shù)變化對工件表面溫度影響的實(shí)驗(yàn)平臺,研究表明,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果有較... 

【文章來源】：機(jī)械科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

氧乙炔火焰噴涂設(shè)備

表 2-4 感應(yīng)重熔工藝參數(shù)工藝條件 工藝參數(shù)加熱電流/A 46加熱電壓/V 480加熱功率/kW 22工件轉(zhuǎn)速/r·min-140線圈移速/mm·s-10.5線圈間距/mm 4電源頻率/kHz 8

實(shí)際生產(chǎn)過程中，感應(yīng)重熔的溫度場分布計(jì)算是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，它不是關(guān)于空間和時(shí)間的四維函數(shù)，而且還涉及材料的非線性變化問題，因此，在不響對主要問題分析的前提下，需要進(jìn)行一些簡化處理。本文研究的重熔工件為圓柱體，假設(shè)工件材料本身性質(zhì)滿足連續(xù)性和均勻性由于施加的載荷以及材料性能都沿軸呈對稱性，因此求得的溫度場也是呈軸對稱為計(jì)算方便，我們把三維問題簡化為平面問題，同時(shí)為減小計(jì)算機(jī)運(yùn)算時(shí)間，ANSYS 軟件數(shù)值模擬技術(shù)中，我們將工件沿軸向方向截面的四分之一作為研究對在實(shí)際生產(chǎn)中，感應(yīng)加熱線圈截面通常做成矩形或圓形，端部為平行的空心管以便通入冷卻水和連接電源的正負(fù)極，冷卻水的通入使線圈在加熱過程中溫度變很小，可忽略溫度變化，加熱線圈實(shí)物圖如圖 3-2 所示。為方便模擬計(jì)算感應(yīng)重過程，我們將線圈做成封閉的矩形圓環(huán)，并在線圈上施加等效的電源電壓；基于卻水的作用，加熱線圈模型溫度設(shè)定為恒定值，以省去感應(yīng)加熱線圈冷卻過程。化后的模型如圖 3-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多步感應(yīng)熔覆鎳基合金涂層的組織及腐蝕行為[J]. 于靜,宋博.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]馬鋼廢舊噴焊輥修復(fù)再利用技術(shù)研究[J]. 顧海成.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(03)
[3]稀土CeO2對Ni60A激光熔覆層組織與性能的影響[J]. 何驊波,戴姣燕,楊夢夢,黃曉波,徐金富.  兵器材料科學(xué)與工程. 2017(06)
[4]液壓支柱高頻熔覆再制造技術(shù)研究[J]. 朱福棟,馬長平,張立峰.  熱加工工藝. 2017(04)
[5]感應(yīng)重熔超音速火焰噴涂鐵基涂層的耐蝕性[J]. 葉富明,周洪宇,胡舸.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]稀土元素對Nb-Si基超高溫合金的合金化作用和抗氧化涂層改性作用[J]. 孫志平,尹夢嬌,趙崇軍.  鑄造技術(shù). 2016(05)
[7]基于紅外測溫技術(shù)的重熔控制系統(tǒng)[J]. 黃曉寸.  滄州師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[8]單一稀土元素在鑄造鋁合金中應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 辛明德,李忠允.  機(jī)械工程師. 2015(11)
[9]LZ50車軸鋼表面激光淬火對其摩擦磨損性能及機(jī)理的影響[J]. 李健,陳中興.  材料保護(hù). 2015(04)
[10]不同方法制備NiCrBSi涂層的結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能[J]. 張夢清,張偉,于鶴龍,張攀.  中國表面工程. 2014(06)

碩士論文
[1]稀土氧化物CeO2對H13鋼激光熔覆鈷基合金組織和性能的影響[D]. 魏銘.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]Cr8鋼軋輥同步雙頻感應(yīng)加熱數(shù)值模擬研究[D]. 陳威宇.燕山大學(xué) 2017
[3]稀土氧化物對堆焊WC/Ni涂層組織性能影響的研究[D]. 王梟.昆明理工大學(xué) 2016
[4]基于ANSYS的感應(yīng)加熱負(fù)載的數(shù)值模擬[D]. 涂章銀.天津大學(xué) 2012
[5]PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在汽車車橋焊接生產(chǎn)線中的應(yīng)用[D]. 王海濤.西華大學(xué) 2011
[6]高頻感應(yīng)熔覆耐磨耐蝕熔覆層的制備與組織性能研究[D]. 鐘娜.中國石油大學(xué) 2010



本文編號：3271640