低压铸造ZL205A合金界面换热系数的研究
发布时间：2021-01-23 04:59
ZL205A合金室温力学性能较为突出,具有优异的加工、焊接等综合性能。铸件铸型界面的换热系数在很大程度上影响着铸件的整个凝固过程和温度场的分布,决定了铸件的内部质量。建立有效的传热反算模型,确定界面换热系数,对于ZL205A合金铸造工艺的优化具有非常重要的意义。基于Fourier导热偏微分方程,建立了柱坐标系和直角坐标系下的传热反算模型,编写了反算程序。分析了界面换热系数实验的难点为热电偶的准确定位。设计了在砂型和铸件中进行热电偶准确定位的方法,获得了准确的铸件铸型内的温度场。将实际测量得到的温度场带入反算模型求解得到相应条件下的界面换热系数。金属液进入铸型中时,由于界面处金属液和铸型温差较大,铸件-铸型界面处换热系数立即上升。随着铸件表面温度和铸型表面温度差值的减小,铸件-铸型界面换热系数由上升转变为下降;金属液温度进入液相线以后,金属液中出现凝固结晶现象,铸件-铸型界面换热系数随着凝固过程开始上升。当金属液温度到达共晶点的时候,发生共晶反应释放大量热量,导致换热系数在短时间内出现了较大的提高。铸件壁厚为4mm、12mm和18mm时,铸型-铸件界面换热系数的峰值分别是14652W m...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
界面接触情况三个阶段[16]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文去，通过对比性实验发现，界面处存在氮气时升，并减少了铸件-铸型界面分离的时间。铸型液的温度共同影响铸件-铸型界面分离的时间。 有冷铁存在时，当冷铁表面生成氧化膜时，会Fardi Ilkhchy[31]等人研究了压力对 A356 合金金表明在没有外部压力的情况下，热传系数随着图 1-2 所示。
图 1-3 压力对换热系数的影响[31](5)熔体温度 Elmahallawy[35]在铝合金的浇铸过程中，采用不同的浇铸温度进行研究，结果表明发现铝合金溶液的浇铸温度越高，铸件-铸型的界面换热系数也越大。同时还发现铸型的预热温度越高时，界面处的换热系数越低。因此提高金属液的浇铸温度或者降低铸型的预热温度提高界面换热系数。总之，影响界面换热系数的因素众多，至今也没有全面系统的理论，最为被认可的是，界面间隙的变化和不同的传热介质时影响界面换热系数的主要因素。1.4.2 国内研究现状国内对铸造界面换热的研究起步较晚，但由于其关系到铸件质量，在国外学者启发和现实的需求下，受到越来越多学者的关注，也取得了一定的成果。郝伟[36]等人对铸型界面换热系数的测定方法进行了研究，利用实测得到的温度场，通过反算法对铸铁材料砂型铸造过程中的界面换热系数进行了求解，
【参考文献】：
期刊论文
[1]凝固压力对ZL205A铝合金补缩及组织性能的影响[J]. 邵冲,尹法杰,朱小平,高仕山,李俊涛. 铸造技术. 2018(03)
[2]金属与合金加压凝固研究进展[J]. 何树先,刘雅辉,王俊,李建中. 铸造技术. 2017(06)
[3]环形钢坯液态压力成形过程的数值模拟[J]. 闫红红,胡勇,赵达文,李永堂. 特种铸造及有色合金. 2017(05)
[4]保压压力对铝车轮低压铸造的影响[J]. 杜德喜,于宁. 特种铸造及有色合金. 2017(04)
[5]压铸压室内部界面传热反算模型的建立和应用[J]. 曹永友,熊守美,郭志鹏. 金属学报. 2015(06)
[6]基于反算法的圆坯连铸结晶器传热问题研究[J]. 赵世萍,孙秀玲. 铸造技术. 2014(01)
[7]薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝固组织[J]. 朱必武,李落星,刘筱,张立强,卜晓兵,徐戎. 中国有色金属学报. 2014(01)
[8]薄壁铝合金压铸充型过程中铸件与铸型界面的换热行为[J]. 朱必武,李落星,刘筱,张立强,徐戎,卜晓兵. 中国有色金属学报. 2013(11)
[9]覆砂铁型铸造工艺生产ADI摩擦斜楔[J]. 王彬,鲍玉龙,王德军. 现代铸铁. 2013(02)
[10]混凝土边界传热的数值反演研究[J]. 汪伦焰,郭磊,陈守开. 混凝土. 2013(01)
博士论文
[1]压铸过程压室及铸型界面传热的研究[D]. 曹永友.清华大学 2015
[2]二维稳态传热系统的模糊反演及其应用[D]. 朱丽娜.重庆大学 2011
硕士论文
[1]浇铸工艺对ZL205A合金大型回转体铸件偏析缺陷的影响研究[D]. 杜旭初.清华大学 2016
[2]低压铸造凝固条件对ZL205A合金件组织及力学性能影响[D]. 李少楠.哈尔滨工业大学 2016
[3]铝合金挤压铸造界面传热系数的研究[D]. 吴朝忠.华南理工大学 2011
[4]高强韧铝合金零件挤压铸造技术研究[D]. 江海峰.华中科技大学 2009
[5]基于虚拟现实的挤压铸造模具动态仿真设计[D]. 赵利华.武汉理工大学 2007
[6]挤压铸造工艺数值模拟的研究[D]. 李敏华.武汉理工大学 2007
[7]神经网络算法在导热反问题中的应用[D]. 杨鹏.河北工业大学 2003
[8]传热中的多宗量反演研究[D]. 胡国俊.大连理工大学 2002
本文编号：2994598
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
界面接触情况三个阶段[16]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文去，通过对比性实验发现，界面处存在氮气时升，并减少了铸件-铸型界面分离的时间。铸型液的温度共同影响铸件-铸型界面分离的时间。 有冷铁存在时，当冷铁表面生成氧化膜时，会Fardi Ilkhchy[31]等人研究了压力对 A356 合金金表明在没有外部压力的情况下，热传系数随着图 1-2 所示。
图 1-3 压力对换热系数的影响[31](5)熔体温度 Elmahallawy[35]在铝合金的浇铸过程中，采用不同的浇铸温度进行研究，结果表明发现铝合金溶液的浇铸温度越高，铸件-铸型的界面换热系数也越大。同时还发现铸型的预热温度越高时，界面处的换热系数越低。因此提高金属液的浇铸温度或者降低铸型的预热温度提高界面换热系数。总之，影响界面换热系数的因素众多，至今也没有全面系统的理论，最为被认可的是，界面间隙的变化和不同的传热介质时影响界面换热系数的主要因素。1.4.2 国内研究现状国内对铸造界面换热的研究起步较晚，但由于其关系到铸件质量，在国外学者启发和现实的需求下，受到越来越多学者的关注，也取得了一定的成果。郝伟[36]等人对铸型界面换热系数的测定方法进行了研究，利用实测得到的温度场，通过反算法对铸铁材料砂型铸造过程中的界面换热系数进行了求解，
【参考文献】：
期刊论文
[1]凝固压力对ZL205A铝合金补缩及组织性能的影响[J]. 邵冲,尹法杰,朱小平,高仕山,李俊涛. 铸造技术. 2018(03)
[2]金属与合金加压凝固研究进展[J]. 何树先,刘雅辉,王俊,李建中. 铸造技术. 2017(06)
[3]环形钢坯液态压力成形过程的数值模拟[J]. 闫红红,胡勇,赵达文,李永堂. 特种铸造及有色合金. 2017(05)
[4]保压压力对铝车轮低压铸造的影响[J]. 杜德喜,于宁. 特种铸造及有色合金. 2017(04)
[5]压铸压室内部界面传热反算模型的建立和应用[J]. 曹永友,熊守美,郭志鹏. 金属学报. 2015(06)
[6]基于反算法的圆坯连铸结晶器传热问题研究[J]. 赵世萍,孙秀玲. 铸造技术. 2014(01)
[7]薄壁铝合金压铸充型过程中的流动特征及其凝固组织[J]. 朱必武,李落星,刘筱,张立强,卜晓兵,徐戎. 中国有色金属学报. 2014(01)
[8]薄壁铝合金压铸充型过程中铸件与铸型界面的换热行为[J]. 朱必武,李落星,刘筱,张立强,徐戎,卜晓兵. 中国有色金属学报. 2013(11)
[9]覆砂铁型铸造工艺生产ADI摩擦斜楔[J]. 王彬,鲍玉龙,王德军. 现代铸铁. 2013(02)
[10]混凝土边界传热的数值反演研究[J]. 汪伦焰,郭磊,陈守开. 混凝土. 2013(01)
博士论文
[1]压铸过程压室及铸型界面传热的研究[D]. 曹永友.清华大学 2015
[2]二维稳态传热系统的模糊反演及其应用[D]. 朱丽娜.重庆大学 2011
硕士论文
[1]浇铸工艺对ZL205A合金大型回转体铸件偏析缺陷的影响研究[D]. 杜旭初.清华大学 2016
[2]低压铸造凝固条件对ZL205A合金件组织及力学性能影响[D]. 李少楠.哈尔滨工业大学 2016
[3]铝合金挤压铸造界面传热系数的研究[D]. 吴朝忠.华南理工大学 2011
[4]高强韧铝合金零件挤压铸造技术研究[D]. 江海峰.华中科技大学 2009
[5]基于虚拟现实的挤压铸造模具动态仿真设计[D]. 赵利华.武汉理工大学 2007
[6]挤压铸造工艺数值模拟的研究[D]. 李敏华.武汉理工大学 2007
[7]神经网络算法在导热反问题中的应用[D]. 杨鹏.河北工业大学 2003
[8]传热中的多宗量反演研究[D]. 胡国俊.大连理工大学 2002
本文编号：2994598
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