熔模铸造ZL114A铝合金凝固过程界面换热系数研究

为获得ZL114A铝合金在凝固过程中温度场的分布规律,根据实际工况设计了测温实验方案,利用热电偶和热成像仪得到了金属及其型壳在凝固过程中温度场的变化曲线,并根据实际测得的温度曲线借助ProCAST模拟软件中的反算模块对铸件与型壳间的界面换热系数进行了反求,得到了更加符合实际的界面换热系数。随后对其进行验证,用该界面换热系数所模拟求得的金属液温度曲线与实测值最大温差为10℃,型壳温度曲线与实测值最大温差为15℃,该方法及结果为铝合金熔模精铸模拟界面换热系数的设置提供了参考依据。     

铝合金压铸过程铸件/铸型界面换热行为的研究Ⅰ实验研究和界面换热系数求解

采用"阶梯"铸件,设计了压铸过程模具温度测量的实验方案并进行了压铸实验.以实验中测得的铸型内部不同位置的温度为基础,采用热传导反算法求解了压铸过程中铸件/铸型界面热流以及换热系数;分析了铸件的厚度对于界面热流以及换热系数的影响,结果表明:压铸过程铸件/铸型界面热流或是换热系数随着压射过程的进行迅速升高直至最大值,然后随着凝固过程的进行而减小;同时,铸件的不同厚度部位与铸型之间的界面热流和换热系数的变化规律也不同,随着铸件厚度的增大,铸件/铸型之间的界面热流和换热系数峰值均减小,但是界面热流和换热系数较大值保持的时间则逐渐增大.     

铸造凝固界面换热系数求解的反热传导模型

考虑到铸件凝固过程中因潜热释放造成的数值计算结果难于收敛问题,建立基于等效比热法的反热传导模型,并分析模型中各种计算参数如阻尼系数μ、未来时间步长R、正热传导计算时的时间步长Δθ及收敛误差值Tcr等对反算求解结果稳定性及准确性的影响,应用所建立的反热导模型,通过铸件内温度数据计算得到A356铝合金与铜冷却介质间的界面换热系数。结果表明,界面换热系数是随铸件凝固时间变化的,其变化范围在1 200~6 200 W/(m2·K)之间,而且变化过程中因为结晶潜热的释放存在两个峰值。     

22MnB5钢表面微观形貌对界面换热系数的影响

为了探究冲压压强和样件表面粗糙度对22MnB5钢板的界面换热系数(Interfacial heat transfer coefficient,以下简称IHTC)的影响,自主设计了圆台试验模型,利用Beck非线性估算法,求解热成形工艺中高温样件与低温模具间界面换热系数。实验中通过调整冲压压强和改变样件表面粗糙度的方式,进而改变模具与样件间接触表面微观形貌,探究其对IHTC的影响。研究表明:压强与IHTC存在高度近似的正幂函数关系;粗糙度也会对IHTC产生影响,并且当粗糙度大于1μm时,IHTC值会随粗糙度的增大而明显减小,当粗糙度小于1μm时,由于表面氧化皮的影响,IHTC将随粗糙度值的减小而增大放缓,甚至趋于定值而不再增加。     

铝合金连续铸造喷水冷却的换热系数

基于边界条件替换法建立了铝合金连续铸造喷水冷却过程的换热系数计算模型.采用实验测量铸锭冷却过程的表面温度和温度场数值计算相结合的方法,确定了铸锭表面温度为100～500 ℃和喷水密度为11.3～27.8     

铝合金压铸过程铸件/铸型界面换热行为的研究Ⅱ.工艺参数对界面换热的影响

基于本文第1部分的数学模型,求解了各种工艺参数下铸件/铸型间的界面热流和换热系数,重点研究不同工艺参数对于界面热流和换热系数的影响.在现有的"阶梯"块铸件的条件下,计算结果表明:压铸过程各种工艺参数对于铸件/铸型界面热流和换热系数有着不同的影响规律.铸型初始模腔表面温度对于界面热流的峰值有着很大的影响,随着铸型初始模腔表面温度的上升,热流峰值不断下降.对于较厚的"阶梯"面,铸型初始模腔表面温度对于界面换热系数的影响较大,随着该温度的上升,界面换热系数的峰值不断下降;对于较薄的"阶梯"面,各种工艺参数对于界面换热系数的影响不大.     

单晶叶片铸造过程中界面换热系数的确定

为有效提高铸造数值模拟的准确性,以单晶空心涡轮叶片为典型件,设计试验方案,采用钨铼热电偶进行温度场数据采集工作.通过实测温度场、数值模拟温度场与界面换热系数反向求解相结合的方法,得出界面间换热系数随时间变化的经验公式.通过逆运算,得到较为精确的涡轮叶片铸造过程界面换热值.结果表明,铸造过程数值模拟精度得到了有效提高.     

逆向法确定铝合金连铸喷水冷却的换热系数

确定适当的冷却制度，尤其是对水冷换热系数的研究，对于提高连铸坯质量意义重大，为此，建立了铝合金连铸过程中喷水冷却换热系数的二维计算模型，采用试验测试铸坯冷却过程温度场和计算机模拟相结合的方法，可以比较准确地计算出冷却水的换热系数hα。结果表明，换热系数随着喷水量的增加而增大；随表面温度的升高呈先增后减的趋势。铸坯表面温度为50～550℃、喷水量为2．0～3．8m^3／h条件下，冷却水的换热系数hα=0．52（3759．61＋24．39T-0．059T^2）W^0.94。     

铝合金挤压铸造扭转复合成形模具-工件界面换热行为

挤压铸造扭转复合成形(SQ-T)集挤压铸造(SQ)与扭转成形(T)的优势于一体,可实现铝合金工件的高效成形。为准确描述铝合金SQ-T工艺下的模具-工件界面换热行为并对成形效果进行评估,通过搭建SQ-T实验平台和构建界面换热系数(IHTC)反求模型,求解成形过程中的IHTC,并对IHTC的变化规律、工件成形效果及工件组织性能进行研究。结果表明：反算模型精度较高,96%以上反算结果的相对误差小于10%;在SQ中加入扭转变形后,工件的气孔数量减少、尺寸变小,模具-工件界面换热条件更好;SQ-T实验的IHTC前半段高于SQ实验,最大提升了60%;IHTC的增加使SQ-T实验工件的冷却速度加快,显微组织更加细小均匀,硬度提高了19.3%,动态峰值应力提升了7.6%。     

逆运算在水玻璃砂界面换热系数测量中的应用

通过现场测温实验和逆运算,给出了铸钢与水玻璃砂之间的界面换热系数。结果表明,采用View Cast软件的直接计算方法,可避免求逆运算过程中的叠代误差。利用其结果,对实际铸件生产过程进行模拟,取得了较好的实际效果。     

连续铸造铸锭与冷却水之间传热系数的确定

连续铸造温度场的计算中,铸锭与冷却水之间的对流传热系数是关键的参数,本文介绍了冷却水接触高温物体表面时的对流换热特点及传热系数的确定,揭示了温度场和传热系数相互决定的本质。     

双辊薄带-铸辊界面热流测量方法研究

综述了国内外薄带连铸界面热流的测定方法,分析了工艺参数的变化对薄带-铸辊界面换热系数造成的影响。归纳前人研究模型和方法的特点,提出存在的问题,为双辊薄带连铸技术的进一步研究提出了建议和看法。     

热处理对低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响

通过试验研究了均匀化热处理和人工时效处理对普通DC铸造和低频电磁铸造2024铝合金力学性能的影响。结果表明,随均匀化时间延长,两种试样均呈抗拉强度降低、伸长率增加的趋势。低频电磁铸锭伸长率的变化幅度大于普通DC铸锭。试验还进行了两种铸锭经轧制变形后的人工时效处理,普通DC铸造和低频电磁铸造的铝合金时效后的硬度都随时效时间延长,先升高、后降低,且低频电磁铸造2024铝合金时效后的硬度高于普通DC铸造2024铝合金。电磁铸造2024铝合金的硬度经过10h处理后达到峰值,普通DC铸造铝合金到达时效峰值的时间则有所滞后。     

铸造铝合金发动机

针对铸造铝合金是发动机轻量化的首选材料,论述了铝合金的发动机机体及其铸造工艺,介绍了铸造铝合金缸盖及其工艺技术,研究了铸造铝合金活塞,同时指出了节能环保铝合金发动机的发展趋势。     

壁厚不均铸铝件的熔模铸造生产

通过设计浇注系统,严格执行熔模铸造工艺规程,成功生产了壁厚不均匀的铸铝件,积累了生产经验。     

铝合金壳体铸件翻转浇注工艺研究

翻转浇注是重力浇注的一种特殊形式,它有许多优点,有利于解决复杂铸件浇注过程产生的缩孔、缩松、气孔、夹杂等铸造缺陷.对航空用铝合金壳体铸件的浇注工艺进行了研究,分析了传统重力底注铝合金壳体铸造缺陷的原因,提出了翻转浇注工艺并进行了改进.结果表明,改进后的工艺使铝合金壳体铸件的合格率增至90％,获得了无夹渣和气孔的铸件.     

铝合金诱导轮本体的铸造工艺

铝合金诱导轮本体为双层轮状铸件,技术及质量要求高.该铸件材质为ZL205A,其铸造工艺性较差,给生产试制增加了较大的难度.在对铸件结构、技术要求及材质的工艺性能进行了分析之后,确定了特殊的浇注系统,对关键部位采取了相应的工艺措施.试制结果证明整体铸造工艺是可行的,能够确保铸件的质量及技术要求.     

铝合金缸盖重力铸造工艺

根据C系列铝合金缸盖铸件的结构特点,分析了合金熔炼、制芯、浇注、热处理及浸渗等工艺过程,解决了缸盖毛坯的缺陷问题,生产的铸件良品率达95％以上。     

镁合金熔模精密铸造技术研究现状

概述了镁合金材料的基本特性及性能、镁合金的分类,介绍了镁合金的成形工艺研究现状,着重对镁合金熔模精密铸造技术进行了论述,对其存在的问题进行了讨论,并展望了其发展前景。