旋转喷吹除气法的影响因素分析及其水模拟实验研究

通过水模拟实验研究了影响旋转喷吹除气法的诸因素.探讨了喷头旋转所引起的漩涡的形态及其对除气效果的不利影响,考察了阻流体的形状和位置对除气效果的影响.分析了喷孔尺寸、气流量、旋转头转速、熔池形状等参数对除气效率的影响.实验表明,喷头的结构和设计参数是影响不同的旋转喷吹设备净化效果的决定性因素,旋转喷头的设计应尽量增加其对气泡的附加紊流切应力和改善除气条件.     

铝合金旋转喷吹除气工艺的水模拟实验研究

基于CO2-NaOH体系来模拟实际的铝液净化工艺.首先利用初步正交水模拟试验法确定铝液旋转喷吹净化的最主要影响因素为气流量和旋转头转速;而后得到气流量、喷吹时间以及旋转头转速的二次回归方程,确定了旋转除气净化的最佳工艺参数为转速v=374r/min,气流量q=1.8L/min.     

7075铝合金旋转喷吹精炼工艺的研究

采用正交试验的方法,研究了旋转喷吹精炼工艺中的气体流量、转子转速、精炼时间和静置时间4个参数对7075铝合金精炼效果的影响;采用对比试验研究了C2Cl6精炼工艺、旋转喷吹精炼工艺及C2Cl6 旋转喷吹精炼的混合工艺对7075铝合金除气效果的影响.结果表明,转子转速对除气效果的影响最大,气体流量、精炼时间次之,静置时间的影响最小,优选出的最佳方案是转子转速为400 r/min,气体流量为0.4 mL/h,精炼时间为15 min,静置时间为6 min;采用C2Cl6精炼除氢率为34.5%左右,采用旋转喷吹精炼除氢率为70%左右,采用C2Cl6 旋转喷吹精炼的混合工艺除气效果最佳,除氢率为78%左右.各精炼工艺对合金力学性能的影响也不同,C2Cl6 旋转喷吹混合精炼的铝合金试样的抗拉强度、屈服强度和伸长率均最高,旋转喷吹精炼的次之,C2Cl6精炼的最低.     

旋转喷吹水模拟镁合金熔体除气

在镁合金旋转喷吹除气模型基础上,利用水模拟确定气泡总表面积,研究转速、气体流量及喷头和坩埚直径比对除气效率的影响.结果表明,转速和气体流量对除气效率影响较大,通常条件下高气体流量和高转速除气效率较高;喷头和坩埚直径比例在1:3到1:5之间变化时除气效率变化不显著.     

旋转除气法对铝硅合金精炼效果的研究

依据正交表,用极差分析法对实验数据进行处理来确定旋转除气法的最佳工艺参数,测试得出最佳工艺参数组合：旋转速度600r／min,流量0．4m^3/h,精炼时间6min,静置时间5min。     

基于田口方法旋转电弧焊接工艺参数优化

为减少旋转电弧角焊缝缺陷,提高工件焊接质量,采用基于minitab的田口方法设计焊接正交试验方案,以数理统计原理分析各焊接工艺参数对角焊缝质量影响程度及其交互作用,为后续焊接工艺和熔池研究提供优化工艺参数。优化结果:焊接电压24 V、焊接电流150 A、焊接速度30 cm/min、电弧旋转频率16.5 Hz、干伸长10 mm、气体流量15 L/min为最佳参数组合,且在各个焊接参数中干伸长对焊缝成形质量的影响最显著。利用优化后的工艺参数进行试验,可获得质量良好的角焊缝,满足工件使用要求。结果表明,该方法可为合理选择焊接工艺参数和保证焊接质量提供参考依据。     

AZ91镁合金旋转喷吹除气理论分析及实验研究

通过分析旋转喷吹除气过程中氢在惰性气泡表面和金属熔体/空气界面的质量传输,建立适用于镁合金旋转喷吹除气的理论模型.通过计算,分析工艺参数对除气效率的影响.结果表明:随着旋转喷吹转速由230 r/min增大到330 r/min时,熔体中气泡总表面积由1.49×10-2m2增大到3.44×10-2m2,这增大了熔体中氢向气泡的单位时间扩散量,从而使除气效率随着转速的增加而增大.利用减压凝固方法对旋转喷吹除气的效果进行实验验证,实验结果与理论模型计算结果吻合较好.该模型可以用来指导镁合金熔体除气工艺的优化.     

阻流板对旋转喷吹ZL702A熔液精炼工艺参数的影响

在旋转喷吹条件下,通过增加阻流板,研究了在ZL702A铝合金熔体中通入Ar后的除气效果,利用正交试验对ZL702A进行了除气效率的分析。结果表明,除气时间、气体流量和转子转速是影响除气效率的三个主要因素。     

铝熔体旋转喷吹净化动态水模拟试验研究

通过动态水模拟试验考察了喷头转速、气体流量和喷头浸入液体深度三个因素与气泡尺寸的关系,利用二次回归正交试验方法设计试验过程。试验结果表明,可以观察到气泡床的偏移,在特定的容积内喷头转速对气泡尺寸的影响最大,其次是气体流量,而喷头浸入深度对气泡尺寸影响较小。在现有的模拟试验条件下,当喷头转速215 r/min、气体流量2.94 m3/h、喷头浸入深度551 mm时,可以获得最理想的气泡尺寸。用相应设备处理铝熔体时,对铝熔体的含氢量进行测定。结果表明,在适宜的结构空间内,大叶轮、低转速的合理工艺组合可以获得较理想的除气效果。     

工艺参数对镁合金熔液除气精炼的影响

利用自行研制的镁合金快速定量测氢仪研究通Ar除气处理AZ91镁合金熔液的效果,以及通Ar流量、通Ar时间和精炼温度三因子对AZ91镁合金熔液精炼的影响.运用正交试验方法获得通Ar除气工艺的最佳工艺参数,即通Ar流量为1.0～1.5 L/min,通Ar时间为20～25 min,镁合金温度为725～750 ℃.从热力学和动力学角度对镁合金熔液的除气机理进行探讨,建立导入镁合金熔液中Ar气体积的热力学关系式,并进行动力学方面的分析.结果表明:由于实际除氢时吸入氢,在理想条件下所推导的除气速率的动力学方程的理论计算值与实际数值存在较大差异.     

脉冲进气精炼铝合金熔体的水力模拟研究

本文将带气体动力脉冲器的转头应用于铝合金熔体净化旋转喷吹技术当中，并通过水力模拟实验，研究了脉冲进气方式对气泡大小的影响。结果表明：带气体动力脉冲器的转头可以产生强烈的脉冲射流，在相同的气体流量和转头转速等条件下，脉冲射流比连续射流更容易得到小尺寸气泡，更有利于氢的排除。     

脉冲进气旋转喷吹技术的水力模拟

在铝合金熔体净化旋转喷吹技术的基础上 ,采用水力模拟实验研究了脉冲进气方式对气泡大小的影响。实验结果表明 :脉冲进气方式有利于产生射流 ,使气泡变小 ,并增加了气泡与熔体接触的比表面积 ,从而改善了除氢的动力学条件 ,有利于提高除氢效果。     

大型高铬铸铁叶轮铸造成形研究

研究设计了目前国内最大高铬铸铁叶轮的铸造成形工艺,并运用铸造CAE进行了数值模拟验证。按此工艺铸造出无裂纹、表面光洁、硬度达标、质量合格的叶轮,并成功应用于“新海狮”挖泥船。     

基于快速成型技术的水泵铜叶轮的快速铸造

开发了一种墓于快速成型技术的水泵铜叶轮的快速铸造技术,在该铸造工艺中采用了快速成型技术、硅溶胶翻模技术,以及新研制的复合陶瓷型壳和复合陶瓷型芯.从得到的铸件可以看出,利用该工艺铸造的叶轮铸件的尺寸精度和表面光洁度都很高,可满足水泵的使用要求.     

离心式风机叶轮流固耦合下的模态振型分析

针对风机叶轮在旋转时发生耦合振动的问题,以离心式风机叶轮为研究对象,采用κ-ε湍流模型及振动力学理论,对叶轮周围流场及模态进行分析,得到不同转速下离心式风机内部流场的压力及速度分布情况。结果表明:受压较大区域分布在风机出口周围,叶轮中心速度较小,沿径向方向速度逐渐增大;随着转速增大,叶轮前4阶模态逐渐降低,后2阶模态逐渐增高。所得结论为风机叶轮的使用工况及优化设计提供了参考。     

基于田口法和方差分析的整体叶轮高速铣削参数优化研究

针对整体叶轮高速铣削加工,开展了以切削速度、每齿进给和切削深度为试验因素,以叶片的表面粗糙度和加工时间为试验指标的正交切削试验,应用田口法对试验结果进行分析,初步确定铣削要素对试验指标的影响程度。采用方差分析方法对正交试验结果进行进一步处理,得到各铣削要素对试验指标的贡献率,确定了叶片铣削的最佳参数组合。经过整体叶轮加工验证,采用优化后的切削参数保证了叶片表面粗糙度Ra0.8μm,并且加工效率提高3倍,实现了整体叶轮的高效加工。     

数值模拟在金属基废弃物复合材料工艺优化中的应用

针对搅拌工艺制备玻璃/铝基废弃物复合材料时,在不同的搅拌转速下使用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对搅拌槽内两相流进行了CFD数值模拟。搅拌桨为三层。两相物系采用玻璃-铝体系,固体体积分数为15%。文中使用标准k-ε模型计算了固液两相的流场,考察了槽内流场的速度和压力分布规律,同时考察了不同转速下流场速度的分布。计算结果表明:流体在槽体内三个区域形成较大的循环流动,各个循环区域之间有一定的连接性。速度的最大值主要集中在桨叶外沿附近,有利于充分混合。转速越大,沿径向的速度变化幅度越大。从槽壁到轴心方向上的压力分布是不断减少的,越靠近搅拌轴,槽内的压力越低。     

High-quality aluminum turbocharger impellers produced by thixocasting

The thixocasting process was chosen to produce the impellers as it is capable of producing castings with extremely high internal quality. Slugs cut from the DC cast bars are re-heated to the semi-solid casting temperature, and a specially-designed runner and gating system is used to prevent oxide from the surface of the slugs from becoming incorporated into the impeller. The technology used to produce the semi-solid impellers is described in detail. The semi-solid cast impellers, produced from an Al-Si-Mg-Cu alloy, are heat treated to the T6 temper. Results from testing are presented demonstrating that the impellers are free of porosity and other internal defects. Both mechanical property and fatigue data are presented showing that the semi-solid impellers have better properties than impellers produced by conventional casting and similar properties to forged and machined impellers. A short study is also described which identified suitable processing parameters to minimize hot tearing in the complex-shaped turbocharger impellers semi-solid cast from alloy 201. The surfaces of the impellers were examined using penetrant testing, and the results of modifying processing parameters on the propensity for surface cracking are presented. An aging study was performed to identify optimum mechanical strength.     

Rotary impeller refinement of 7075Al alloy

The effects of four parameters, gas flow, rotational speed, refining time, and stewing time, on the rotary impeller refinement of 7075 Al were studied. The effects of C2Cl6refining, rotary impeller refuting, and composite refining of 7075 AI alloy were compared with each other. The results showed that the greatest impact parameter of rotary impeller refinement was rotational speed, followed by gas flow, refining time, and stewing time. The optimum purification parameters obtained by orthogonal analysis were as follows: rotor speed of 400 r/min, inert gas flow of 0.4 mL/h, refining time of 15 min, and stewing time of 6 min. The best degassing effect can be obtained by the composite refuting of C2Cl6 and rotary impeller. The degassing rate of C2Cl6 rotary impeller, and composite refining was 34.5%, 69.2%, and 78%, respectively. The mechanical properties of the specimen refined by rotary impeller were higher than those by C2C16 refining, but lower than those by composite refining.