Визначення порогових значень технологічних параметрів лазерного зміцнення на основі методів поліаргументних систем


Ключові слова: загартування променем лазера; математичне моделювання; процеси теплопереносу; різальний інструмент

Анотація

Для умов загартування різального інструменту променем лазера досліджено закономірності зміни порогових значень технологічних параметрів, які розділяють їх сприятливі і неприпустимі величини. Наведено опис основних положень методів поліаргументних систем, що використовуються для визначення вказаних порогових значень, зокрема положення про необхідність виключення з шуканого рішення будь-яких апріорних елементів, положення про реалізацію повноти функціонального відображення шуканої інформації в редукованій задачі, а також положення про редукцію багатовимірної задачі до особливих одновимірних задач. Виявлено особливості поведінки порогових значень технологічних параметрів стосовно трьох негативних ситуацій, які спостерігаються у практиці загартування різального інструменту: 1) проплавлення власне різальної кромки; 2) проплавлення деякої зони, прилеглої до оброблюваної поверхні і розташованої на відстані від різальної кромки; 3) відрив зміцненої зони від різальної кромки (тобто в цьому випадку власне різальна кромка є незміцненою). Для цих ситуацій отримано залежності порогових значень швидкості руху лазерного променя від відстані між різальною кромкою і центром променя за різних величин кута заточування інструменту. Виконано інтерпретацію отриманих залежностей на основі аналізу дії різних, зокрема і конкуруючих, чинників. Зроблено висновок про те, що знайдені порогові значення повинні слугувати основою для проектування технологічного процесу загартування різального інструменту.

Біографії авторів

N. M. Fialko, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

д-р техн. наук, професор, член-кореспондент НАН України, завідувач відділу теплофізики ефективних теплотехнологій

V. G. Prokopov, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

д-р техн. наук, професор, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

Ju. V. Sherenkovskiy, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

V. L. Yurchuk, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

N. O. Meranova, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

N. P. Polozenko, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

канд. техн. наук, ст. наук. співробітник, відділ теплофізики ефективних теплотехнологій

Посилання

Colombini, E., Bocchini, G. F., Sola, R., Parigi, G., Poli, G., & Veronesi, P. (2015). Laser hardening of homogeneous and inhomogeneous p/m steels. La Metallurgia Italiana, 10(107), 15–24.
Idan Alaa Fadhil, I., Akimov, O., Golovko, L., Goncharuk, O., & Kostyk, K. (2016a). The Study of the Influence of Laser Hardening Conditions on the Change in Properties of Steels. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/5(80), 69–73. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.65455
Idan Alaa Fadil, I., Akimov, O. V., Kostik, Ye. A., & Goncharuk, A. A. (2016b). Influence of preliminary heat treatment and laser hardening modes on steel structure-forming. Bulletin of the National Technical University "KhPI", 18(1190), 66–73. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2016.18.10
Klocke, F., Schulz, M., & Gräfe, S. (2017). Optimization of the Laser Hardening Process by Adapting the Intensity Distribution to Generate a Top-hat Temperature Distribution Using Freeform Optics. Coatings, 7(77), 16. https://doi.org/10.3390/coatings7060077
Lesyk, D. A., Martinez, S., Dzhemelinskyi, V. V., Lamikiz, A., Mordyuk, B. N., & Prokopenko, G. I. (2015). Surface Microrelief and Hardness of Laser Hardened and Ultrasonically Peened AISI D2 Tool Steel. Surface and Coatings Technology, 278, 108–120. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.07.049
Lesyk, D. A., Martinez, S., Mordyuk, B. N., Dzhemelinskyi, V. V., Lamikiz, A., Prokopenko, G. I., Milman, Yu. V., & Grinkevych, K. E. (2017). Microstructure Related Enhancement in Wear Resistance of Tool Steel AISI, D2 by Applying Laser Heat Treatment Followed by Ultrasonic Impact Treatment. Surface and Coatings Technology, 328, 344–354. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.08.045
Lobankova, O. V., Zykov, I. Y., Melnikov, A. G., & Turanov, S. B. (2016). Influence of laser radiation on structure and properties of steel. Proceedings of the International Conference on Advanced Materials, Structures and Mechanical Engineering, Incheon, South Korea, (pp. 75–78), May 29–31, 2016. London: CRC Press.
Martínez, S., Lamikiz, A., Ukar, E., Calleja, A., Arrizubieta, J. A., & Lopez de Lacalle, L. N. (2017). Analysis of the regimes in the scanner-based laser hardening process. Optics and Lasers in Engineering, 90, 72–80. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2016.10.005
Martinez, S., Lamikiz, A., Ukar, E., Tabernero, I., & Arrizubieta, I. (2016b). Control Loop Tuning by Thermal Simulation Applied to the Laser Transformation Hardening with Scanning Optics Process. Applied Thermal Engineering, 98, 49–60. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.12.037
Martinez, S., Lesyk, D. A., Lamikiz, A., Ukar, E., & Dzhemelinsky, V. V. (2016a). Hardness Simulation of Over-Tempered Area During Laser Hardening Treatment. Physics Procedia, 83, 1357–1366. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2016.08.143
Monisha, K., Selvamuthumari, P., Narendran, D., Parray, R. A., & Senthilselvan, J. (2017). Laser Hardening and Pack Boriding of EN 8D Steel. Mechanics, Materials Science & Engineering, 2(9), 240–243. https://doi.org/10.2412/mmse.13.65.82
Prokopov, V. G., Bespalova, E. I., & Sherenkovskii, Iu. V. (1986). Primenenie metodov polnykh poliargumentnykh sistem dlia resheniia nelineinykh mnogomernykh zadach teploperenosa. Izvestiia VUZov. Energetika, 33, 84–89. [In Russian].
Prokopov, V. H. (2010). Pidvyshchennia efektyvnosti modeliuvannia bahatovymirnykh protsesiv teploperenosu na osnovi metodiv poliarhumentnykh system i teorii lokalizatsii. Abstract of Doctoral Dissertation for Technical Sciences. Kyiv: NTUU "KPI", 44 p. [In Ukrainian].
Ruetering, M. A. (2016). Laser Hardening The known but unknown application. Laser Technik Journal, 3, 30–33. https://doi.org/10.1002/latj.201600016
Sancho, P., Montealegre, M. A., Dominguez, J., Alvarez, P., & Isaza, J. (2018). Dynamic control of laser beam shape for heat treatment. Journal of Laser Applications, 3(30), 032507. https://doi.org/10.2351/1.5040647
Sato, M., Adachi, Y., & Motoyama, H. (2016). Application of Laser Hardening Technology to Sintered Parts. Sei Technical Review, 82, 66–69.
Veronesi, P., Sola, R., Colombini, E., Giovanardi, R., & Parigi, G. (2017). Laser hardening of steel sintered parts. IEEE 3rd International Forum on Research and Technologies for Society and Industry, September 11–13, 2017. Modena, Italy, IAN: 17244911. https://doi.org/10.1109/RTSI.2017.8065936
Опубліковано
2019-06-27
Як цитувати
Fialko, N. M., Prokopov, V. G., Sherenkovskiy, J. V., Yurchuk, V. L., Meranova, N. O., & Polozenko, N. P. (2019). Визначення порогових значень технологічних параметрів лазерного зміцнення на основі методів поліаргументних систем. Науковий вісник НЛТУ України, 29(6), 92-97. https://doi.org/10.15421/40290619
Розділ
Технологія та устаткування

Найбільш читаємі статті цього автора (авторів)