金属电磁铸造无量纲判据数学模型及实验研究

提出了电磁无模成形无量纲数的概念，并从电磁无模成形的基本原理出发推导建立了该无量纲数的数学模型，为判断不同金属实现电磁铸造无模电磁成形的难易程度以及估算金属实现无模电磁成形所必需的电磁参数提供了有用的数学工具。     

纯铝熔体无接触电磁约束成形的实验观察

电磁场是决定电磁约束成形成败的关键因素.为此,对圆柱形铝件的无接触电磁成形过程以及电磁成形感应器中的磁场分布特性进行了实验研究.结果表明:对于直径小于10 mm的铝样,铝表面的氧化皮在电磁成形过程中起了很大的作用;而对于直径大于10 mm的铝样,铝表面的氧化皮对电磁成形的影响就非常小;感应器高度、感应器内壁倾角,感应器内径以及电流对感应器中的磁场分布影响较大,负载影响较小.可以通过磁场感应强度来设计成形感应器高度;同样,也可以通过感应器高度来计算成形一定高度的金属熔体所需要的磁感应强度.     

电磁铸造中的磁场分布及其对熔体成型的作用

液态金属在电磁场、温度场、流场等三维场综合作用下受电磁力约束成形,电磁场的分布决定液柱形状及其稳定性.电磁场是决定电磁铸造成败的关键因素所在.本文通过深入的理论分析对电磁场的三维空间分布、变化特性及影响因素和由此引起成形力场与静压力场关系的改变,以及这种改变导致的液柱形态的变化规律等进行了系统的分析和归纳,基于目前研究现状展望今后的研究发展方向.     

电磁搅拌对液态金属运动及凝固组织的影响

旋转型电磁搅拌在钢的连续铸造、铸件成形与凝固、半固态浆料制备、液态金属电磁净化等工艺过程中的应用受到了材料工作者的高度重视,并不断地取得了电磁搅拌应用技术开发与理论研究的成果.分析了旋转型电磁搅拌作用下液态金属运动特点及电磁力计算,建立了液态金属旋转运动的数学模型,并得到周向速度分布的表达式,研究了旋转型电磁搅拌对连铸坯凝固组织的影响,为在旋转型电磁搅拌应用中工艺参数的优化提供了依据.     

变截面送料双频电磁成形过程的稳定性

电磁成形技术是1种能同时实现固态坯料加热熔化和液态金属约束成形的新型材料制备技术，适用于中小尺寸活泼金属，高温合金，难熔金属和高纯金属的加热熔化及其复杂截面构（坯）件的无容器近终成形，分析影响金属熔体变截面送料双频电磁成形稳定性的因素，研究表明：（1）影响液态金属双频电磁成形的因素有：液柱高度、试样表面的磁感应强度大小和液态金属的表面张力，3者满足确定的关系，才能保证液态金属电磁成形的稳定性；（2）屏蔽罩与成形感应圈的配置，两感应圈的间距和抽拉速度等工艺参数的合理控制对成形稳定起到重要作用。     

钢的电磁铸造工艺与实验研究

对频率８０００Ｈｚ小截面尺寸钢的电磁铸造工艺进行了比较系统地研究。实验结果表明,斜边感应器有利于获得侧表面垂直的比较稳定的液柱,液固界面为平面状,固液界面附近熔体内部具有较高的温度梯度,有利于获得单一定向组织的试样。由于电磁搅拌力的作用,在熔体表面和内部均产生较强的流动,影响液柱的稳定和试样的表面品质,外加屏蔽罩和抑流磁铁均可抑制和减小这种流动。在大量实验研究的基础上,获得了表面品质较好的钢的电磁铸造试样     

半固态成形离心铸造机的研制

通过加装固定磁场,制造了一种半固态成形离心铸造机,该离心机可以在金属材料的凝固过程中实施电磁搅拌,使金属液在电磁力和离心力的双重作用下实现半固态成形,从而改善了金属材料的凝固组织。     

钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊界面行为

结合电磁成形技术和半固态钎焊技术,提出了一种钢/铝管磁脉冲辅助半固态钎焊工艺,利用电磁脉冲产生的洛伦兹力使铝外管高速碰撞半固态钎料,通过半固态钎料中固相颗粒对母材表面径向压缩和轴向剪切作用去除母材表面氧化膜,实现钢铝异种管材的无钎剂钎焊. 在不同工艺参数下进行了钢/铝管磁脉冲半固态钎焊试验,研究了钎焊接头界面元素的扩散行为和金属间化合物的生长机理. 结果表明,焊缝组织主要为α-Al以及富锌相,铝侧界面处的Al₂O₃氧化膜破碎与去除情况良好,钢侧界面处有薄层FeAl₃金属间化合物形成,各部位均获得较好的冶金结合.     

电磁铸造铝扁锭实验研究

本文研究了电磁铸造中的磁场分布、液柱高度和液柱形状的变化规律,提出了形状参数概念,使液柱形状定量化。     

铸造用电磁泵定量输送技术研究

介绍了铸造用电磁泵定量输送技术理论、基本原理.针对铝硅合金、锻铝两类合金进行了实验研究,并对实验数据进行数学模型拟合,从而建立了电磁泵保温炉坩埚内液面下降H与输送时间T的关系,确定了用时间补偿定量输送控制方法.研究表明电磁泵定量输送精度高,是一种先进的输送技术,可提高铸造生产的自动化.     

Mathematical modeling of electromagnetic dimensionless number for electromagnetic casting of metals and its application

in order to estimate the feasibility of electromagnetic casting (EMC) for different metals, a mathematical model named the electromagnetic dimensionless number (EMDN) was presented, and its validity was proved by the experiments of aluminum and Sn-3~Pb alloy. From the experiment and the analysis of EMDN it can be concluded that the EMC of steel can be attained only when the magnetic flux density is larger than 0. 09 T, while that required for aluminum is only 0. 04 T. The mathematical expression of the electromagnetic dimensionless number was given out.     

铝合金电磁低压铸造工艺试验及应用

研究了铝合金电磁低压铸造工艺参数关系及控制方法;通过试验及数学分析研究确定了电磁驱动力与电流、流量与电流之间的关系及计算模型,并进行了电磁低压铸造和气压低压铸造实际铸件性能对比。结果表明,电磁低压铸造的流量大小与电极电流成线性关系;并且当电极电流一定时,随出液口高度增加,流量减小,电磁低压铸造生产的铸件性能得到明显提高;电磁低压铸造方法比传统气压低压铸造控制过程更精确。     

连铸空心管坯内置行波磁场对凝固组织的影响

利用低熔点Sn-3．5％Pb合金进行了空心管坯内置行波磁场的静态模拟实验研究。结果表明：管坯内置行波磁场可以引起金属熔体内部纵截面上的大环流，减小了熔体凝固前沿的温度梯度，降低了金属熔体的冷却速率，抑制了熔体的枝晶生长，从而促进了晶粒的球化，改善了管坯的凝固组织。     

Application of BP neural network to semi-solid apparent viscosity simulation

1　INTRODUCTIONSincethethixotropic propertiesofvigorouslystirredtin leadslurrieswerediscoveredbySpenceretal[1] atMIT ,investigationandapplicationofthese mi solidtechnologyhavebeendevelopedquickly .Thestudyontheapparentviscosityisnotonlyoftheoreti calbutalsoofutilizationsignificance .Manyinvesti gatorshavecarriedoutagreatdealofexperimentalresearchandputforwardmanymathematicalmodelsofthesemi solidapparentviscosity .Someofthesemodels ,whicharerelatedto popularexponentialfunctionandaclassica…     

静磁场和交流电耦合作用下超薄板坯水平连铸的凝固组织

研究在电磁振荡作用下,金属超薄板坯水平连铸的凝固组织及其与电流强度的关系。结果显示,在静磁场和交流电正交所产生的电磁振荡力的作用下,水平连铸纯Sn超薄板坯的凝固组织明显细化,且细化效果随所施电流的增大而增强;而对Sn-10%Pb合金超薄板坯,则显著地促进其等轴晶组织的形成,使其中心层面出现等轴晶区,该等轴晶层的厚度随电流强度增大而增加。实验结果表明,电磁振荡作用有利于抑制柱状晶对穿、中心疏松、夹杂和/或气体聚集、以及偏析等超薄板坯水平连铸中常见的凝固缺陷。     

铝合金挤压铸造用电磁泵定量浇注技术

为了开发研制铝合金挤压铸造用电磁泵定量浇注控制系统,应用试验研究和数学分析的方法,建立了电磁泵流量计算的数学模型,开发了电磁泵定量浇注控制程序.结果表明,电磁泵定量浇注挤压铸件质量精度达到2%.该项技术在铝合金挤压铸造中的应用能有效提高铸件的品质和质量精度,提高材料的利用率和铸件生产率.     

Mould filling ability and microstructure of aluminum alloy under electromagnetic die casting

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣａｓｔａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅ ,ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ,ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ ,ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ,ｅｔｃ .,ｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｄｅｓｉｒａｂｌｅｆｅａｔｕｒｅｓｓｕｃｈａｓｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ ,ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ .Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄｎｅｗｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ,ｔｈｅｄ…     

电磁铸造对铝合金铸件力学性能的影响

设计制造了电磁铸造实验装置,应用正交实验方法,研究电磁铸造铝合金铸件力学性能的主要影响因素。结果表明:对ZL104的性能影响程度大小的顺序依次是:磁场强度、电流、循环时间;在电磁场作用下ZL104合金铸件的力学性能有显著提高。研究结果对铝合金电磁铸造技术的应用有重要的意义。     

电磁振荡下半连铸Al合金凝固组织的细化机制

在半连铸7075铝合金过程中, 通过同时施加稳恒磁场和交变磁场的方法, 使凝固熔体产生受迫振荡, 研究了电磁振荡的强度和频率对晶粒细化的影响规律. 对电磁振荡作用下, 合金凝固组织的细化机理进行了探讨. 结果表明 电磁振荡法获得的晶粒尺寸要较CREM法所获得的小, 且随着电磁振荡强度增加及频率降低, 铸锭整体组织变得更加细小和均匀.     

Micromodel of Simulation on Twin-Roll Continuous Casting Thin Strip Solidification Structure

在研究双辊连铸铝合金薄带工艺凝固过程的基础上,基于金属凝固的基本原理,建立双辊连铸铝合金薄带凝固的异质形核、枝晶尖端的生长动力学(KGT)、柱状晶向等轴晶生长的转变(CET)的解析模型,同时建立基于元胞自动机(CA)的双辊连铸铝合金薄带凝固组织的仿真模型,为双辊连铸薄带凝固组织形成的仿真模拟奠定基础,从而为双辊薄带连铸工艺提供一定的理论指导。同时利用铝合金双辊薄带连续铸轧组织凝固过程验证了数学模拟的可行性。