多流低頻電磁鑄造鋁合金理論及實(shí)驗(yàn)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(chǎng)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)多流低頻電磁鑄造各鑄流磁場(chǎng)之間的相互影響進(jìn)行了數(shù)值模擬?！　⊥ㄟ^在鑄錠中埋入熱電偶，測(cè)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(dòng)態(tài)溫度，采用逆向法計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)，鑄錠表面換熱系數(shù)又迅速減小。文中對(duì)換熱系數(shù)的變化進(jìn)行了理論分析?！　♂槍?duì)所做實(shí)驗(yàn)的實(shí)際澆鑄工藝，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(duì)Ф100mm的鋁合金圓錠凝固過程進(jìn)行了模擬，并將模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較，以此來驗(yàn)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(shí)，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(shí)的坯殼厚度。　　根據(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(chǎng)，通過分析比較發(fā)現(xiàn)，在多流低頻電磁鑄造