银包铝棒材立式连铸复合成形制备工艺

论文摘要

以直径20 mm,包覆比50%的银包铝细棒为研究对象,通过有限元数值模拟以及相应的实验验证,得出了银包铝复合材料立式连铸复合成形工艺的边界条件.采用Pro CAST软件模拟了立式连铸成形过程,得出各工艺参数对连铸结果的影响规律,给出了可行的连铸工艺参数范围及工艺调控策略,以模拟结果为指导,制备出表面质量高、复合界面效果良好的银包铝复合棒材.实验结果表明,芯管长度、连铸速度对结果的影响最大,芯管长度影响了芯管出口处双金属的接触温度、接触时间,并直接改变了铝芯固液界面的相对位置.当芯管长度过短时,银铝界面反应较强烈,当芯管长度过长时,芯棒冷却强度大,芯部铝产生明显的冷隔.随着连铸速度的增大,银的固液界面到芯管出口距离逐渐减小,铝的固液界面距出口距离逐渐增大;铝液铸造温度升高,冷却水减少也会带来相似的作用.结果显示,芯管长度30 mm,速度37～67 mm·min-1,银的铸造温度1225～1325℃,铝的铸造温度800℃,冷却水流量约300 L·h-1是可行的银包铝连铸工艺.

论文目录

• 1 研究方法
•   1.1 模型的建立
•   1.2 边界条件
•   1.3 换热系数的设定
•     1.3.1 水冷对流换热系数
•     1.3.2 其他表面空冷换热系数
•   1.4 立式连铸试验及复合材料界面分析
• 2 边界条件的实验验证
• 3 银包铝连铸复合过程的有限元数值模拟
•   3.1 模拟工艺参数
•   3.2 连铸状态参数
•   3.3 实验模拟结果与分析
•     3.3.1 连铸速度的影响
•     3.3.2 芯管长度的影响
•     3.3.3 铸造温度、冷却水的影响
•   3.4 银包铝连铸复合实验及界面特性分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 施兵兵,刘新华,谢建新,谢明

关键词: 复合材料,银包铝,连铸复合,数值模拟,制备

来源: 工程科学学报 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 北京科技大学新材料技术研究院,北京科技大学先进材料制备技术教育部重点实验室,贵研铂业股份有限公司

基金: 国家高技术研究与发展计划资助项目(2013AA030706),云南省科技合作资助项目(2015IB012),新金属材料国家重点实验室自主课题资助项目(2018Z-16)

分类号: TG249.7

DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.05.010

页码: 633-645

总页数: 13

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