水平连续铸造5182铝合金组合磁场作用下的组织演变

采用试验的方法研究了组合磁场作用下5182铝合金水平连铸过程中铸态组织的演变。试验结果表明,在无磁场作用的常规铸造条件下,由于重力影响,熔池中热的熔体上升,冷的熔体下降,铸锭下表面冷却强度大于上表面,导致液穴内部产生不均衡的流场及温度场,进而导致铸锭内部产生不均匀的铸态组织;在施加组合磁场作用后,电磁力引起的对流使熔体得到充分搅拌,加强了熔体中的传热传质,使液穴变浅,有效减少了因重力而产生的温度场差异,铸锭的铸态组织也由常规条件下粗大且不均匀的柱状晶组织转变为细小的等轴晶组织。     

气体润滑技术在铝合金连铸中的应用

设计了一种新型气体润滑结晶器,在结晶器与初凝壳之间形成一层均匀稳定的气膜.设计思想是减少甚至消除凝壳与结晶器之间的摩擦,减少表面划痕及表面裂纹;同时在气膜存在的情况下,结晶器的横向散热大大减少,热量主要有二次冷却水带走,形成近似单向散热的条件,引锭过程中液穴平直,缩短初凝壳长度,提高铸坯的内外品质.利用新型结晶器对6063铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定情况下,连铸坯表面光洁,无冷隔,无皮下气孔和疏松.     

电磁搅拌和细化剂对Al-Mg-Mn合金组织的影响

研究了电磁搅拌和细化剂对铝合金铸态组织的影响.结果表明,电磁搅拌对晶粒尺寸具有显著细化作用,电磁搅拌作用下,细化剂对Al-Mg-Mn合金晶粒组织仍然具有重要影响,随着细化剂含量的增加晶粒愈加细小.在试验范围内,当细化剂含量为0.1%时,组织最为均匀细小.采用耐火材料铸模制备铸锭并在凝固过程连续测温,探讨了电磁搅拌对组织的细化机理.根据温度测量结果,可以认为电磁搅拌对组织的细化作用主要在于熔体流动使温度场趋于均匀,并促进了晶核的形成和游离.     

气膜对6063铝合金连铸坯中心裂纹及表面质量的影响

在6063铝合金连铸过程中使用气膜润滑技术,研究了气膜对液穴形状及铸坯表面质量的影响.结果表明,气膜可以有效改变液穴形状,使铸坯凝固过程中不可补缩区缩小,内应力和应变降低,消除了中心裂纹产生的诱因;气膜降低了结晶器的一次冷却强度,缩短了结晶器有效冷却长度,消除了冷隔及偏析瘤;同时,液体金属在气体的约束力下与结晶器内壁"软接触",减小了与结晶器间的摩擦,因此铸锭表面质量明显改善.     

细化剂和冷却速率对Al-Mg-Mn合金凝固组织的影响

细化剂含量和冷却速率对凝固过程具有重要影响.分别加入不同含量的Al-3Ti-B晶粒细化剂,研究其对一种Al-Mg-Mn合金晶粒组织的影响.结果表明,随着晶粒细化剂含量的增加,晶粒愈加细小,在本实验范围内当细化剂含量为0.1%Ti时,组织最为均匀细小.采用连续测温的方法,测定了使用不同铸模时,铸锭的冷却速率,并分析了冷却速率对凝固组织的影响.与使用耐火材料铸模相比,使用石墨铸模时,铸锭的冷却速率提高1～2个数量级,铸态组织得到显著细化,平均晶粒尺寸由138μm细化到35μm.     

新型气膜约束成形铝合金连续铸锭的研究

设计了一种新型气膜约束铝合金连铸结晶器,在结晶器与初凝壳之间可以形成气膜.设计思想是减少结晶器内的横向散热,形成连铸坯近似单向散热的条件,降低结晶器内的液穴深度,缩短初凝壳长度,从而减少或消除铝合金连铸坯内部缺陷,提高铝合金连铸坯内外品质.对新型结晶器与传统结晶器进行了传热数值模拟,证明凝固温度场发生很大变化.利用新型结晶器对7075铝合金进行了连铸试验,在气膜稳定平衡的条件下,连铸坯表面光滑.探讨了拉速、气体流量和气体压力的关系及其对连铸坯品质的影响,在液面高度稳定时,控制气体流量可以控制气膜的稳定性.     

提高铝合金连铸坯表面质量的连铸技术

系统的回顾了提高铝合金表面质量各种连铸技术,从不同角度分析了各种连铸方法的优点和不足,详细论述了电磁铸造、电磁软接触铸造、气膜铸造对铝合金铸坯表面品质的影响.