16、金属加工热行为与热接触电导研究

金属加工热行为与热接触电导研究

在金属加工领域，热行为和热接触电导是非常重要的研究方向。热行为的研究有助于了解加工过程中温度的变化，而热接触电导的研究则对系统的热和机械分析具有重要意义。

1. 金属磨削热行为的计算分析

在金属磨削过程中，不同类型的钢材作为工件材料，其热行为可以通过计算流体动力学（CFD）进行分析。借助ANSYS软件建立三维模型，可分析磨削过程中工件表面温度的变化。

在砂轮转速恒定的情况下，碳钢、铸钢和碳镍钢的工件表面最高温度会随切削深度的增加而升高，其中碳镍钢的温度更高。这是因为较高的比磨削阻力会导致更高的发热能力，进而使磨削最高温度升高。

如果需要高度冷却，水基冷却液是更好的选择，因为与油基冷却液相比，它具有更好的热性能。

2. 刀具 - 样品界面热接触电导的实验研究

在许多实际应用中，如金属成型、金属切削、电子封装等，都涉及到两种金属的接触。热接触电导（TCC）的研究对于系统的热和机械分析至关重要。

2.1 热接触电导的基本概念

在金属切削操作中，刀具与待切割金属接触时，接触界面会产生热量。热接触电阻（TCR）是由于实际接触面积仅为名义或表观面积的一小部分而对热流产生的阻力，而热接触电导（TCC）则是TCR的倒数，定义为：
[TCC = \frac{q}{\Delta T}]
其中， q 是热通量， ΔT 是界面的温度降。界面间的热传递可以通过三种不同的方式进行：通过单个微观凸起的传导、通过间隙内的间隙介质的对流或传导以及通过间隙的辐射。当界面温度低于400°C时，辐射电导