多流低頻電磁鑄造鋁合金理論及實驗研究.pdf

1、本文首先研究了直接冷卻半連續(xù)鑄造過程的溫度場，并在此基礎(chǔ)上對多流低頻電磁鑄造各鑄流磁場之間的相互影響進行了數(shù)值模擬?！　⊥ㄟ^在鑄錠中埋入熱電偶，測定了直接冷卻半連續(xù)鑄造過程中Ф100mm的鋁合金鑄錠近表面的動態(tài)溫度，采用逆向法計算出了其水冷段的換熱系數(shù)，該水冷換熱系數(shù)是鑄錠表面溫度的函數(shù)。開始時隨著鑄錠表面溫度的降低，換熱系數(shù)逐漸增大；在溫度由400℃降至130℃的過程中，換熱系數(shù)急劇增大，溫度在130℃左右時達(dá)到最大，其最值大約為2

2、3000W/(m2·K)；當(dāng)溫度繼續(xù)降低時，鑄錠表面換熱系數(shù)又迅速減小。文中對換熱系數(shù)的變化進行了理論分析?！　♂槍λ鰧嶒灥膶嶋H澆鑄工藝，建立了直接冷卻半連續(xù)鑄造凝固過程的三維有限元模型，首先對Ф100mm的鋁合金圓錠凝固過程進行了模擬，并將模擬結(jié)果與實測結(jié)果進行了比較，以此來驗證模型的正確性；然后采用該模型來模擬Ф174mm的鋁合金圓錠的凝固過程，著重研究了凝固過程中鑄錠液相穴深度的變化。當(dāng)澆注溫度為690～710℃，拉速為90～

3、100mm/min時，液相穴深度在65mm到85mm之間，澆注溫度每增加10℃，液相穴要相應(yīng)增加4～5mm；拉速每增加5mm/min，液相穴深度相應(yīng)增加約3～4mm。最后研究了鑄錠出結(jié)晶器時的坯殼厚度?！　「鶕?jù)Ф174mm鋁合金圓錠直接冷卻過程中液相穴深度的變化，初步確定了低頻電磁鑄造鋁合金圓錠感應(yīng)線圈的安放位置；然后采用當(dāng)前大型數(shù)值模擬軟件ANSYS模擬了單流與多流低頻電磁鑄造鋁合金過程的電磁場，通過分析比較發(fā)現(xiàn)，在多流低頻電磁鑄造