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鋁合金型材原材料鑄造結(jié)晶過程解析
鋁合金型材熔體經(jīng)過爐內(nèi)和在線精煉、過濾之后即可進(jìn)入鋁型材原材料的鑄造工序;在鋁型材原材料鑄造工序中,鋁熔體形核、長大,發(fā)生變相,凝成晶體。這是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程,是決定工業(yè)鋁型材原材料產(chǎn)品質(zhì)量極其關(guān)鍵的過程。
連續(xù)鑄造鋁型材鑄錠時,當(dāng)熔體注入結(jié)晶器后,由于結(jié)晶器周圍通有冷卻水,鋁熔體釋放的熱量由結(jié)晶器壁傳給冷卻水,熔體即從表面開始凝固結(jié)晶,隨之向中心擴(kuò)展;又因為冷卻水以20°—30°方向噴向底座或已經(jīng)凝固的注定,底部的熔體熱量也通過底座或鑄錠傳給冷卻水,熔體又從底部開始結(jié)晶,隨之向上部擴(kuò)展。這就是說,對于圓鑄錠的潔凈凝固,在直徑方向由外向內(nèi)推進(jìn),在高度方向由下向上推進(jìn);鑄錠上部其被結(jié)晶前沿所包圍的熔體被稱為液穴。液穴深度為結(jié)晶器內(nèi)開始結(jié)晶的層面至結(jié)晶前沿底部區(qū)間金屬熔體的高度。
無標(biāo)題文檔
鋁型材鑄錠的結(jié)晶就是在這個被稱為液穴的區(qū)域里完成;研究這個液穴里發(fā)生的凝固過程,了解鋁型材原材料的鑄造工藝參數(shù)對這個液穴的影響,探索改善液穴的形狀和結(jié)晶條件,完善和優(yōu)化工藝流程,提高工業(yè)鋁型材原材料的質(zhì)量至關(guān)重要,是鋁型材加工技術(shù)工作者長期以來不斷探索研究、改進(jìn)完善的重要課題。
在液穴的任一橫斷面上存在著三個區(qū)域:固相區(qū)、固液相共存區(qū)(兩相區(qū))、液相區(qū)。
高溫熔體在結(jié)晶器中冷卻到凝固點,釋放變相潛熱,結(jié)晶成固態(tài)物質(zhì),即固相,高于凝固點的熔體不能結(jié)晶,仍然為液相,這很容易理解;但為什么結(jié)晶前沿存在兩相共存區(qū),這個兩相共存區(qū)是如何形成的,對熔體的結(jié)晶過程產(chǎn)生什么影響,下面來討論一下這個問題。

連續(xù)鑄造鋁型材鑄錠時,當(dāng)熔體注入結(jié)晶器后,由于結(jié)晶器周圍通有冷卻水,鋁熔體釋放的熱量由結(jié)晶器壁傳給冷卻水,熔體即從表面開始凝固結(jié)晶,隨之向中心擴(kuò)展;又因為冷卻水以20°—30°方向噴向底座或已經(jīng)凝固的注定,底部的熔體熱量也通過底座或鑄錠傳給冷卻水,熔體又從底部開始結(jié)晶,隨之向上部擴(kuò)展。這就是說,對于圓鑄錠的潔凈凝固,在直徑方向由外向內(nèi)推進(jìn),在高度方向由下向上推進(jìn);鑄錠上部其被結(jié)晶前沿所包圍的熔體被稱為液穴。液穴深度為結(jié)晶器內(nèi)開始結(jié)晶的層面至結(jié)晶前沿底部區(qū)間金屬熔體的高度。
計算公式如下:
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L——單位結(jié)晶潛熱:kJ/kg c——金屬平均比熱容:kJ/(kg.℃) p——鑄錠密度:kg/m3 t1——合金液相線溫度,℃ t2——鑄錠表面溫度,℃ υ——鑄造速度,m/h R——鑄錠半徑,m B——系數(shù),扁錠取2,圓錠取4 κ——導(dǎo)熱系數(shù),W/(m.K) |
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結(jié)晶計算公式
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澆注液穴示意圖
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鋁型材鑄錠的結(jié)晶就是在這個被稱為液穴的區(qū)域里完成;研究這個液穴里發(fā)生的凝固過程,了解鋁型材原材料的鑄造工藝參數(shù)對這個液穴的影響,探索改善液穴的形狀和結(jié)晶條件,完善和優(yōu)化工藝流程,提高工業(yè)鋁型材原材料的質(zhì)量至關(guān)重要,是鋁型材加工技術(shù)工作者長期以來不斷探索研究、改進(jìn)完善的重要課題。
在液穴的任一橫斷面上存在著三個區(qū)域:固相區(qū)、固液相共存區(qū)(兩相區(qū))、液相區(qū)。
高溫熔體在結(jié)晶器中冷卻到凝固點,釋放變相潛熱,結(jié)晶成固態(tài)物質(zhì),即固相,高于凝固點的熔體不能結(jié)晶,仍然為液相,這很容易理解;但為什么結(jié)晶前沿存在兩相共存區(qū),這個兩相共存區(qū)是如何形成的,對熔體的結(jié)晶過程產(chǎn)生什么影響,下面來討論一下這個問題。







