双金属复合管固-液铸轧复合轧制力模型研究

发布时间：2018-10-29 11:03

【摘要】：以传统双辊铸轧技术为基础,提出一种双金属复合管固-液铸轧复合近终成形工艺,利用专门的环形布流器,将液态覆层组元金属均匀地注入铸轧辊圆孔型与芯管基材所构成的环形结晶器内,利用快速凝固与轧制复合技术,将覆层金属均匀包覆于芯管基材表面。为揭示铸轧区内铸轧辊-覆层金属-芯管基材间的相互作用力学行为,利用Fluent软件对环形结晶器内覆层金属凝固过程进行热-流耦合分析,确定固相轧制复合变形计算区域。假设芯管基材为刚性体,可将固相轧制复合变形阶段视为纯减壁的带芯棒轧管过程,并依此推导固-液铸轧复合过程的轧制力工程计算公式,给出各参数的取值方法。在实验室条件下成功制备了外径38 mm、基层与覆层厚度均为4 mm的不锈钢/铝复合管,轧制力实测值与模型计算结果基本吻合,验证了工程计算公式的可靠性。研究成果对复合管固-液铸轧复合装备及工艺设计提供了理论依据。
[Abstract]:Based on the traditional double roll casting rolling technology, a new near end forming process of bimetallic composite pipe was proposed, and a special ring flow distributor was used. The liquid cladding component metal was uniformly injected into the ring crystallizer composed of the round hole shape of the casting roll and the core tube substrate. The coating metal was uniformly coated on the core tube substrate by the technology of rapid solidification and rolling. In order to reveal the mechanical behavior of the interaction between the cast roll, cladding metal and core-tube substrates in the casting rolling area, the thermo-fluid coupling analysis of the solidification process of the cladding metal in the ring crystallizer was carried out by using Fluent software, and the calculation area of the composite deformation of solid phase rolling was determined. Assuming that the core-tube substrate is a rigid body, the composite deformation stage of solid-state rolling can be regarded as a pure wall-reducing mandrel rolling process. Based on this, the engineering calculation formula of the rolling force in the solid-liquid casting rolling process is deduced, and the value method of each parameter is given. Stainless steel / aluminum composite pipes with external diameter of 38 mm, and thickness of 4 mm have been successfully prepared under laboratory conditions. The experimental results of rolling force are in good agreement with the calculated results of the model, which verifies the reliability of the engineering calculation formula. The research results provide a theoretical basis for the solid-liquid cast-rolling composite equipment and process design of composite pipe.
【作者单位】：燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心;
【基金】：国家自然科学基金(51474189,51374184) 河北省高等学校科学技术研究(QN2015214)资助项目
【分类号】：TG335.9

【参考文献】

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