鋁合金近液相線半連續(xù)鑄造組織

采用工程法和近似塑性條件dσr=dσz,并將接觸面假設為混合摩擦條件,對液相線半連續(xù)鑄造法獲得的7075鋁合金半固態(tài)漿料的觸變成型力進行了計算。計算結果表明:在變形的開始階段,成型力為32kn;在變形的終了階段,成型力為667.09kn,與實測結果721kn基本符合。

采用近液相線半連續(xù)鑄造技術,制備了120mm×1600mm的6061鋁合金半固態(tài)坯料,考察了鑄造溫度、鑄造速度和冷卻強度對鑄錠組織的影響。結果表明,合金熔體在常規(guī)鑄造溫度(720℃)下獲得的鑄錠組織是粗大的枝晶,且組織極不均勻;在近液相線溫度(657℃)下保溫后鑄造的鑄錠組織均勻、細小、近球形。一次冷卻強度的降低、二次冷卻強度的增大均有利于均勻、細小的近球形組織的形成;鑄造速度達到150mm/min時可以獲得細小、均勻、近球形的6061半固態(tài)坯料組織。

采用原位反應液相線鑄造法制備7075+x%tic(體積分數(shù)x=0、0.8、1.0、2.0)半固態(tài)鋁合金坯料,選擇590℃對其進行二次加熱實驗,保溫時間分別為5、20、30min,并與液相線鑄造7075鋁合金的相同條件下的組織相比,探索原位tic顆粒對液相線鑄造鋁合金組織的影響。結果表明,當原位tic顆粒達到2%時,合金鑄態(tài)組織基本變成等軸晶;二次加熱后平均晶粒尺寸隨著保溫時間的延長具有長大現(xiàn)象,但是隨著原位tic顆粒的含量增加,長大幅度變小,顆粒抑制晶粒長大程度增強。

結合鋁合金半連續(xù)鑄造的生產(chǎn)工藝,介紹了鑄造鋁熔體液面的控制措施以及每種控制措施的實踐效果。

闡述了鋁合金半連續(xù)鑄造機給排水設計的優(yōu)化,深入探討了通過設計優(yōu)化達到節(jié)能降耗的科學性和可行性。

針對生產(chǎn)一線對于鑄錠質量控制和優(yōu)化生產(chǎn)工藝的需求,在工廠實際生產(chǎn)平臺上通過實驗方法,測量了熱頂立式半連續(xù)鑄造圓鑄錠液穴內部和凝固部分各個不同位置的溫度,并通過插值方法得到了整體的溫度分布,分析了糊狀區(qū)的分布特點。結果表明熱帽對保持鋁液的溫度起著明顯的作用,結晶器一次冷卻區(qū)的冷卻速度不大,鑄錠在凝固過程中散熱主要通過二次冷卻區(qū)冷卻水的激冷作用實現(xiàn)。該文結果為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了參考。

對凝固過程中流場、應力場、溫度場及微觀組織形態(tài)進行數(shù)值模擬,能幫助工藝設計人員分析不同時刻凝固過程的溫度分布、金屬流態(tài)、結晶晶粒大小、應力分布等重要物理參數(shù),從而預測疏松、偏析、夾雜及熱裂紋等缺陷。

對凝固過程中流場、應力場、溫度場及微觀組織形態(tài)進行數(shù)值模擬,能幫助工藝設計人員分析不同時刻凝固過程的溫度分布、金屬流態(tài)、結晶晶粒大小、應力分布等重要物理參數(shù),從而預測疏松、偏析、夾雜及熱裂紋等缺陷。

從提高熔鑄產(chǎn)品質量的角度出發(fā),結合鋁合金鑄造工藝過程,著重介紹了半連續(xù)鑄造的工藝過程控制,指出了鑄造過程控制對提高熔鑄產(chǎn)品質量的重要性。

研究鋁合金半連續(xù)鑄造過程,采用有限元分析軟件ansys軟件模擬鑄造過程,分析鑄造過程中區(qū)域水冷工藝。最后得出實施區(qū)域冷卻效果,能夠有效確保鑄造過程中刮水板下方鑄坯可以自然空冷,從而降低鑄造內應力,減少鑄坯開裂,提高鋁合金半連續(xù)鑄造質量。

通過試驗法測定了鑄造過程中準100mm的鋁合金鑄錠近表面的動態(tài)溫度,采用逆向法計算出其水冷段的換熱系數(shù)。結果表明,隨著鑄錠表面溫度的降低,換熱系數(shù)逐漸增大;在溫度由400℃降至130℃的過程中,換熱系數(shù)急劇增大,在130℃左右時達到最大,其最大值大約為23000w/(m.k);當溫度繼續(xù)降低時,鑄錠表面換熱系數(shù)迅速減小。最后分析了換熱系數(shù)變化的原因。

利用大型有限元軟件msc.marc,建立了7050鋁合金大鑄錠的半連續(xù)鑄造熱-力耦合有限元模型,模型采用8節(jié)點六面體單元,考慮了凝固時的液-固相變以及凝固潛熱的影響,定義了半連鑄過程復雜的邊界條件,分析了不同的鑄造速度對溫度場、應力場的影響規(guī)律。計算結果顯示,降低鑄造速度,可以減小鑄錠內層和外層冷卻速度的差別,降低鑄錠表層拉應力,有利于促進鑄錠的成形,減小產(chǎn)生裂紋的傾向性。

建立了7055鋁合金半連續(xù)鑄造過程的數(shù)學模型,采用了有限元模擬軟件procast對鑄造過程進行模擬,模擬過程還采用了procast模擬連鑄的mile算法.通過在結晶器下方設置區(qū)域冷卻裝置刮水板,使半連續(xù)鑄造的二次冷卻水在擋水板位置被阻擋和分流,實現(xiàn)區(qū)域冷卻效果,保證鑄造過程中刮水板下方鑄坯自然空冷,鑄錠利用自身余溫"低溫回火",有效降低了鑄造內應力,抑制了鑄坯開裂.仿真了刮水板不同位置的溫度場與應力場的變化情況,模擬結果顯示,適當減小區(qū)域冷卻范圍,可有效減小表面裂紋和中心裂紋產(chǎn)生的傾向性.

柱狀晶向等軸晶轉變(cet)是在一定的凝固過程中必須控制的一種顯微組織轉變。本文針對鋁合金連鑄坯凝固過程中柱狀晶向等軸晶的轉變,綜合運用了正交試驗研究、數(shù)值模擬計算、數(shù)學擬合等方法,分析了連鑄過程主要工藝因素拉坯速度、一冷水量、二冷水量和澆注溫度對連鑄坯凝固過程中柱狀晶向等軸晶轉變位置的影響,提出了柱狀晶向等軸晶轉變的轉變位置判據(jù),即當連鑄坯某一位置處的固相率等于0.3時,溫度梯度g與冷卻速度r滿足函數(shù)關系g0.8072/r=0.469時,在該位置處將發(fā)生柱狀晶向等軸晶的轉變。

美國專利us6811625本專利提供了含mg和mn的鋁合金板材成型的生產(chǎn)方法。其方法如下:對主要含有3.5～5.5wt%mg、0.4～1.6wt%mn、0～0.5wt%cr及al的合金進行連續(xù)鑄造以形成規(guī)格為6～30mm的鑄坯;對該鑄坯進行熱軋(至少通過一個熱軋輥平臺)以形成熱軋帶材,該軋制溫度為200～350℃,鑄坯的厚度減少30%～80%,軋制帶材厚度為3～10mm;立即將該熱軋帶材繞成

本專利提供了含mg和mn的鋁合金板材成型的生產(chǎn)方法。其方法如下：對主要含有3．5-5．5wt％mg、0．4-1．6wt％mn、0—0．5wt％cr及al的合金進行連續(xù)鑄造以形成規(guī)格為6—30mm的鑄坯；對該鑄坯進行熱軋（至少通過一個熱軋輥平臺）以形成熱軋帶材，該軋制溫度為200。350℃，鑄坯的厚度減少30％～80％，軋制帶材厚度為3～lomm；立即將該熱軋帶材繞成卷；將該卷在470。560℃下退火3～25h以形成帶有彌散金屬間化合物顆粒的顯微組織；至少用一個冷軋步驟對該退火卷材進行冷軋，不進行中間退火，使該熱軋帶材厚度至少減少50％，并形成薄板；然后，對冷軋后的薄板材料進行加熱使其再結晶，其顯微組織特征為晶粒度不大于10μm。

隨著鋁工業(yè)的迅速發(fā)展,其鑄造設備起到關鍵性作用。我國引進大量工業(yè)制造設備,經(jīng)過多年生產(chǎn)經(jīng)驗,充分學習了相關技術的生產(chǎn)流程和制造工藝,為鑄造機的國產(chǎn)化奠定基礎。鑄造機的液壓系統(tǒng)通過不斷試驗改革,現(xiàn)以半連續(xù)鑄造機的閉環(huán)液壓系統(tǒng)為主,介紹其控制回路操作,展現(xiàn)其在控制鋁合金鑄造過程中的高可靠性和高精度控制等優(yōu)點。

對凝固過程中流場、應力場、溫度場及微觀組織形態(tài)進行數(shù)值模擬,能幫助工藝設計人員分析不同時刻凝固過程的溫度分布、金屬流態(tài)、結晶晶粒尺寸、應力分布等重要物理參數(shù),從而預測疏松、偏析、夾雜及熱裂紋等缺陷.在結晶器下方設置區(qū)域冷卻裝置,控制區(qū)域冷卻裝置刮水板的作用位置,能夠阻擋冷卻水沿鑄錠下流,實現(xiàn)區(qū)域冷卻的效果.通過研究溫度場、應力場分布規(guī)律,分析鑄錠裂紋產(chǎn)生的原理,能夠從宏觀上闡明鑄錠內部裂紋的形成原因及尋找有效的調節(jié)控制方法.

從宏觀的角度總結了影響雙流澆注連續(xù)鑄造制備鋁合金梯度材料的因素,分析了確定澆注溫度、鑄造速度、內澆包的導流管設計等關鍵工藝參數(shù)時需要注意的問題,以便控制上述參數(shù)在一定的范圍內變化,確保鋁合金獲得所期望的梯度分布。并以2024/3003合金的制備為例,提供了一些操作可行的參數(shù),這些工作將為雙流澆注連續(xù)鑄造制備鋁合金梯度材料提供指導

本發(fā)明的方法和設備用于把金屬液，主要是鋁合金液，由熔煉爐傳輸?shù)綁鸿T保溫爐或其他金屬鑄型鑄造用保溫爐。發(fā)明的設備包括盛裝金屬液的容器、運輸裝置以及可以把金屬液從此容器中傳送到壓鑄保溫爐的裝置。本發(fā)明的特點是鋁合金液在傳輸過程中不易氧化，設備可靠性好，效率高，設備上沒有易損件，減少維護工作量。

金屬型涂料在鋁合金鑄造中的應用 作者：李中龍 作者單位：山東汽車零部件有限公司濟南分公司250200 刊名：金屬加工（熱加工） 英文刊名：mwmetalforming 年，卷(期)：2013(5) 引用本文格式：李中龍金屬型涂料在鋁合金鑄造中的應用[期刊論文]-金屬加工（熱加工）2013(5)

日本特開2004-261842本專利提供一種不用硅砂等作芯子的鋁合金金屬型鑄造方法,而是采用硝酸鹽或亞硝酸鹽或其混合物,因為硝酸鹽的熔點為380℃,對金屬的腐蝕小,又易溶于溫水,用它作金屬型的芯子,防止了一般砂