倾转浇注法制备半固态浆料

摘要

本文提出了倾转浇注制备半固态浆料方法，自主研制了实验装置。研究了工艺参数对Al-Cu合金半固态组织的影响，最后采用计算机数值模拟软件AnyCasting模拟了倾转浇注过程中Al-Cu合金的凝固过程。
　　实验结果表明倾转浇注法及其装置可以初步达到预期效果，可以制备较理想的半固态浆料。重点研究了浇注温度和模具预热温度对Al-Cu合金半固态组织的影响，当浇注温度为690-700℃，模具预热100℃条件下，初生α-Al为细小的近球形的颗粒。而当浇注温度提高至710℃，初生α-Al转变为粗大的树枝晶。在模具预热与不预热的条件对比中，在相同浇注等温度下，预热模具的条件更有利于半固态组织的形成。
　　数值模拟结果表明：倾转速度决定着合金液在倾转混合中的流动情况，当倾转速度小于18°/s时，合金液与料筒底部刚接触时刻的流动速度小于临界速度0.5m/s；料筒材料、料筒壁厚和浇注温度严重影响着倾转混合过程中合金液的冷却曲线。料筒壁厚的影响最大，浇注温度的影响次之，料筒材料的影响最小；以半固态浆料温度场的均匀性为评价指标并考虑到半固态浆料的固相率，可选的条件为料筒材料为钢，料筒壁厚为1mm和条件为料筒材料为铁，料筒壁厚为1mm，浇注温度680℃，而条件为料筒材料为铁，料筒壁厚为1mm，浇注温度680℃时最优。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 Al-Cu系合金

1.3 半固态技术特点及其发展现状

1.4 倾转铸造

1.5 研究目的和内容

第二章 倾转浇注装置设计

2.1 倾转浇注装置整体设计

2.2 倾转浇注装置部件设计

第三章 实验方案

3.1 实验材料及设备

3.2 实验过程

3.3 实验步骤

第四章 实验结果与分析

4.1 宏观组织

4.2 半固态浆料的微观组织

4.3 倾转浇注条件下半固态浆料微观组织的形成机理分析

第五章 倾转浇注方法数值模拟

5.1 AnyCasting软件概述

5.2 数据模拟前处理

5.3 数值模拟结果与分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢