超聲波對AZ31B鎂合金鑄軋溫度場影響的研究.pdf

1、鎂合金是一種新型的結構材料,已經廣泛應用于軍事、汽車、家電電器、手機、計算機以及其它電子設備制品中。鎂板帶的普通連續(xù)鑄軋雖然克服了傳統(tǒng)鎂板帶加工方法的缺點,具有能耗低、生產周期短、成材率高和加工成本低等優(yōu)點,然而該方法制備的鎂板帶枝晶網(wǎng)胞比較發(fā)達,組織不均勻,晶粒粗大,影響了鎂板帶的力學性能和深加工性能。本文在鎂板帶普通連續(xù)鑄軋的基礎上,將超聲波引入到鎂板帶鑄軋中實現(xiàn)鎂板帶的超聲鑄軋,并應用大型軟件ANSYS建立了三維鎂板帶超聲鑄軋的有

2、限元模型,對鑄軋過程溫度場進行了模擬仿真,并且通過大量的實驗初步探討了鎂板帶超聲鑄軋各工藝參數(shù)的匹配關系,研究了各參數(shù)對鎂板帶凝固組織和力學性能的影響。本文研究的主要內容如下:
　　 (1)分析了超聲波傳播的基本理論以及超聲波的空化效應、聲流效應對金屬凝固組織的影響。
　　 (2)闡述了熱分析的基本理論,應用ANSYS軟件建立了鎂板帶超聲鑄軋的三維有限元模型,研究了超聲波振動對鎂熔體與鑄嘴、側耳、軋輥和空氣之間傳熱系數(shù)的

3、影響,利用熱量轉化的方法來處理超聲波的熱效應,采用ANSYS提供的函數(shù)編輯器將超聲波振動函數(shù)成功轉化為相應的動態(tài)邊界條件,此外,還根據(jù)實驗的具體條件確定了超聲鑄軋過程的其他邊界條件。
　　 (3)利用有限元模擬軟件ANSYS對鎂板帶超聲鑄軋的溫度場進行模擬仿真,得出了不同前箱溫度、鑄軋速度和超聲波功率下的溫度場分布規(guī)律。仿真結果顯示超聲波對溫度場有一定的影響,其合理前箱溫度為685℃～695℃,鑄軋速度為2.1m/min～2.5