绝热模铸造法试验总结

采用直接水冷半连续铸造法(D.C法)生产铝合金铸锭已有半个世纪了.这种方法和铁模铸造相比优点甚多,但是半连续铸锭的表面易于产生偏析瘤、拉痕和冷隔等缺陷,在继续加工以前不得不进行车皮,其车屑量竟达6-7%.这是不可忽视的损耗.文献对上述缺陷形成的机理进行过研究,指出:这些缺陷的产生与熔体金属同模壁的接触有关,若采用控制铸模的热传导或无接触铸造法,会使这些缺陷减小或完全消除.在研究产生缺陷机理的同时设计、试验和使用了多种铸造法,如热顶铸造、绝热模和电磁铸造等.     

流变铸造镁合金AZ31B的热/力模拟

采用双螺旋流变铸造工艺制备了镁合金AZ31B的棒坯,利用Gleeble-3000型热/力模拟机研究了流变铸造和普通连铸棒坯在变形温度为250～400℃,变形速率为0.001～5 s-1,最大变形量为60%时的热压缩变形行为.分析了材料流变应力与变形量、变形温度和应变速率之间的关系,比较了两种不同铸造工艺对热塑性变形行为的影响.结果表明:流变铸造坯料在变形过程中的形变均匀性明显优于普通铸造的,因此不需预处理即可直接进行塑性成型;350℃以上热变形流变铸造坯料的变形抗力明显小于普通铸造坯料的;流变铸造使AZ31B合金的塑性加工性能得到改善;产生这种差别的主要原因是普通铸造坯料组织为粗大树枝晶,而流变铸造坯料组织为细小等轴晶.     

低频电磁热顶铸造7050铝合金铸锭的表面质量和组织

在传统热顶铸造基础上,开发了一种新的热顶铸造结晶器,并在铸造过程中施加低频电磁场;得出了稳定铸造φ500mm 7050高强铝合金铸锭的工艺条件,当电磁场频率为15 Hz、磁场强度为10000 A/m时,铸造出了表面光滑的铸锭.采用偏光显微镜(Leica DMI)观察试样,分析试样的微观组织.试验结果表明:铸造过程中施加低频电磁场能提高铸锭的表面质量,细化铸锭的内部组织,抑制铸锭内部裂纹的产生.总结了低频电磁铸造改善表面质量和细化组织的原因以及低频电磁场对液穴形状的影响.     

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.     

电磁搅拌熔体处理对回转轴组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等研究了电磁搅拌熔体处理对回转轴铸件组织和性能的影响。结果表明,在铸造过程中施加电磁搅拌不仅能明显细化铸坯凝固组织,改变晶粒形态,增加等轴晶率,而且还能减少铸坯缩松、夹杂、气孔等缺陷。铸坯试样经锻造正火加工处理后,与常规铸造相比,电磁搅拌处理后铸坯的晶粒更加细小均匀,屈服强度、抗拉强度、断面收缩率分别增加了7%、3.7%和26.3%,铸件组织和性能得到明显改善。     

电磁铸造法的现状和未来

一、序言1953年Alcoa公司及VLW公司(Vereingte Leicht metallwerke GmbH)的直接水冷铸造可以看作为铝连续铸造法的开端.以后的五十年,铝连续铸造技术得到显著的发展,开发了各种铸造法:热顶铸造法,水平铸造法,熔体轧制法(铸轧法一译者),还有电磁铸造法(Electro magnetic casting,以下简称为EMC)等.在铝的范围内,由此而开发和研究了许多铸造工艺,它们实现工业化之所以快,是因为熔体金属容易处理,其导热性良好,用结构简     

AZ80-1%Y镁合金在低频电磁铸造过程中的传热行为（英文）

利用原位测温手段研究AZ80-1%Y镁合金在低频电磁铸造和直冷铸造中的传热行为。结果表明,在低频电磁铸造过程中,低频电磁场使熔体产生强制对流,从而使凝固速度和温度场更加均匀。强制对流还可有效地改善锭坯的微观组织并降低锭坯边部和中心组织的不均匀性。电磁场的频率、励磁电流和铸造温度均对传热行为有较大的影响。对于实验合金,理想的电磁参数为频率20 Hz和励磁电流60 A。     

板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象

利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场和夹杂物行为,分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.结果表明:电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯月面附近速度),但不利于小粒径夹杂物的上浮,5-50 μm的夹杂物上浮率由无电磁制动且不吹氩时的6.7%降低到3.3%;吹氩可增加整个上回流区钢液的向上运动趋势,粒径50 μm以下的夹杂物颗粒上浮率提高到8.9%;吹氩量增加使自由液面附近产生较强的漩流区,且容易产生二次涡流,直接影响液面波动情况和卷渣的发生;电磁制动和吹氩双重作用则有利于夹杂物上浮,5-50 μm小粒径夹杂物去除率可达12.2%,其被凝固坯壳的捕获率可降低到64.4%.     

3D NUMERICAL SIMULATION OF FLOW FIELD AND TEMPERATURE FIELD IN A ROUND BILLET CONTINUOUS CASTING MOLD WITH ELECTROMAGNETIC STIRRING

建立了描述圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程的三维数学模型. 采用有限元和有限体积结合的方法求解Maxwell方程组和湍流Navier-Stokes方程, 分析了结晶器电磁搅拌过程的磁场、流场、温度场和夹杂物轨迹特征, 并考虑了励磁电磁强度和频率的影响. 研究表明, 磁场模拟结果与现场实测数据一致, 电磁力在圆坯水平截面上呈周向分布. 钢液在结晶器纵截面内形成两对回流区, 且在水平截面内旋转流动; 过热钢液滞留在结晶器上部区域, 铸坯芯部温度迅速降低, 凝固前沿温度梯度提高; 大部分夹杂物积聚到结晶器上部区域旋转运动. 励磁电流强度和频率对结晶器内钢液的流动、温度分布及夹杂物运动均有明显影响.     

电磁场对动力定位系统回转轴铸件凝固组织和性能的影响

为了改善海洋动力定位系统DPS回转轴铸坯的组织和力学性能,在铸造的过程中加入电磁场,实现铸料的电磁搅拌。通过金相显微镜观察和MTS 322材料试验机测试了电磁搅拌铸造和传统铸造的铸坯的组织和力学性能。试验结果表明:电磁搅拌能减少铸坯凝固组织的柱状晶、增加等轴晶数量,降低铸坯中心疏松、中心缩孔、中间裂纹等缺陷,电磁搅拌铸造的铸坯的晶粒更加细小和均匀。与非电磁搅拌铸坯相比,电磁搅拌铸坯的力学性能也得到了很大的提高,抗拉强度提高了19.1%,伸长率提高了近倍1.6,硬度提高了34.6%。     

Hot top electromagnetic casting research of Al thin slab

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃａｓｔｉｎｇ（ＥＭＣ）ｉｓａｍｏｕｌｄｌｅｓｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｗｈｉｃｈｌｉｑｕｉｄｍｅｔａｌｉｓｓｈａｐｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅａｎｄｉｔｈａｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓ：ｓｍｏｏｔｈｉｎｇｏｔｓｕｒｆａｃｅ，ｃｏｍｐａｃｔ，ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｔｉｓｓｕｅａｎｄｈｉｇｈｅｒｃａｓｔｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙ．ＥＭＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｄｅｖ…     

Temperature field in the hot-top during casting a new super-high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy by low frequency electromagnetic process

1. IntroductionThe principles of direct-chill (DC) casting of aluminumalloys were invented in 1930's. And for the past fifty toseventy-five years, the Direct Chill (DC) casting processhas been used extensively in the whole world for theindustrial production of aluminum alloy billets and slabs.Due to the importance of this process to the industry infabricating semi-finished products, intensive developmentwork has taken place over the last 30 years [1]. So, somenew technologies such as hot to…     

空心管坯热顶电磁连铸工艺的研究

根据空心管坯的特点,提出了热顶技术和冷坩埚技术相结合的空心管坯电磁连续铸造的工艺思想。采用低熔点的Sn-4.5% Pb(质量分数,下同)合金进行了模拟试验,成功制备了φ60 mm?5 mm的空心管坯。研究了热顶和冷坩埚式外结晶器对铸型内磁场分布的影响,分析了电磁场对空心管坯质量的影响。结果表明:采用带屏蔽罩的热顶和冷坩埚式外结晶器,优化了铸型内的磁场分布;当施加功率为12 kW、频率为2 500 Hz的中频电磁场时,得到了表面光滑、宏观凝固组织中具有高等轴晶比率的高质量空心管坯。     

电磁技术在材料加工过程中的应用与发展

电磁技术在材料加工过程中的应用主要体现在利用电磁场的热效应和力学效应等方面。本文讲述了电磁分离、电磁驱动、电磁制动、电磁细化、电磁铸造、电磁感应加热以及电磁悬浮和电磁约束成型等技术在材料加工过程中的应用与发展。     

低频电磁铸造铝合金结晶器材料对磁场的影响

低频电磁场作用下铸造铝合金过程中,优化的结晶器应该在电源频率相同、较低的电流下在铝熔体内部能够获得所需要的磁场强度.结合生产实际情况,设计出工业上实用的低频电磁铸造铝合金结晶器.在结晶器外套材料的不同情况下,对低频电磁铸造铝合金过程的电磁场进行了三维有限元数值模拟.模拟结果表明,当结晶器外套为软磁材料时,铝熔体内部磁场强度得到明显加强.     

移动磁场电磁力对铸件表面粗糙度的影响

采用移动磁场铸造薄壁铝合金流动试样，并对移动磁场铸造过程中铝合金熔体内的电磁力各分量的瞬时值及其对铸件表面质量的影响进行了理论分析。结果表明，随着磁感应强度的增加，铸件的表面粗糙度有增加的趋势，这在采用金属上型时表现更明显。由于通人电磁感应器的三相非平衡电流在铝合金熔体内所产生的电磁力是脉动的，其大小呈周期性变化，尤其是垂直于磁场运动方向上的电磁力，其脉动的幅度很大。由此认为，所产生的垂直于磁场运动方向上的脉动电磁力是引起熔体表面震荡起伏和导致铸件凝固后表面粗糙的主要原因。     

低频电磁铸造对7050铝合金羽毛晶组织缺陷的影响

常规DC铸造7050铝合金铸锭常常含有羽毛晶组织缺陷.采用低频电磁铸造技术,半连续铸造制备了直径为200 mm的7050铝合金锭坯,考察了电磁场对羽毛晶组织缺陷的影响.结果表明,在低频电磁场作用下,半连续铸造组织得到显著细化,为均匀细小的球形和多边形等轴晶组织,有效抑制了羽毛晶组织缺陷的产生.     

电磁搅拌对水冷热顶铸造A356合金质量的影响

通过常规铸造A356合金锭与电磁搅拌＋水冷热顶铸造A356合金棒的质量差异的对比,分析电磁搅拌＋水冷热顶铸造对铝合金棒组织性能的影响,结果表明采用电磁搅拌＋水冷热顶铸造方法生产出的A356铝合金棒的质量在各个方面均优于常规铸造A356合金锭的。     

铁素体不锈钢板坯连铸机技术要点

结合铁素体不锈钢连铸过程高温凝固特性,拟新建的双流铁素体不锈钢板坯连铸机采用直弧型连续弯曲连续矫直的特殊技术,选用全程无氧化浇铸、大容量中间包、结晶器自动液面控制减少钢水中夹杂物;采用摩擦力监测、结晶器漏钢预报保证浇铸的连续性;合理设计动态一冷和二冷配水等提高铸坯表面质量,并设计采用电磁制动、低过热度浇铸、二冷电磁搅拌、二冷动态轻压下技术提高铸坯内部质量。     

Solidification of Al alloys under electromagnetic field

1　INTRODUCTIONCastingisakeystepinAlalloyprocessing .From productionweknowthatalmostallqualityproblemsarerelatedtothedefectsincasting ,mostofwhichcannotbeeliminatedinfollowingformingandheattreatments ,socastingisnotonlyaformingpro cessbutalsoaprocessforstructuralcontrol.Toapplyoutfieldisanefficientandeconomicalmethodtocon trolstructures .Theelectromagneticfieldiswidelyusedinindustry ,becauseofitshighefficiency ,econ omy ,cleannessandnocontact[15] ,forexample ,electromagneticstirring ,elec…