双金属复层材料的电磁连续铸造技术研究

摘要

材料电磁加工技术作为一种新的制造手段越来越多地被人们应用到科研与生产实践中.该文提出了一种新型的利用电磁制动制备两侧面具有不同性能的复层材料的方法.为了分析此技术的可行性,选择合理的铸造工艺,使用现有的流场计算程序,对电磁控制下铸型内金属液的流动进行了模拟,研究了静态电磁场对金属液流动的影响.结果表明:在铸型宽度方向上施加的静态电磁场,不仅可以有效地抑制出水口的流速,减少其射流深度,还可以减小铸型中心处出现的回流区;当磁感应强度B≥0.2T时,控制效果明显;随着磁感应强度的增加,制动效果越来越明显.为了避免施加电磁制动后处于回流区的两种金属液发生混流,可设置20mm-30mm的挡板.设计了复层铸坯电磁连铸的电磁场发生器和连铸模拟装置.分别选用Sn和Sn+5﹪Pb合金以及Al+12.3﹪Si合金和Al+8﹪Mg合金进行了两种合金的电磁连铸实验,当在铸型宽度方向上施加静态电磁场,从两个浸入式浇口同时浇注成分不同的金属液时,电磁力控制了铸型内金属液的流动,铸造出两侧面分别为Sn和Sn+5﹪Pb的复层铸坯.对铸坯的宏观金相组织进行了观察,并用能谱仪对铸坯的成分进行了分析:电磁场有效地抑制了金属液的混流,铸坯两侧面具有不同的成分,铸坯内部没有明显界面.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1双金属复层材料的研究现状

1.1.1轧制复合技术

1.1.2离心铸造法

1.1.3连续铸造法

1.2电磁技术在材料制备工艺中的发展应用概况

1.2.1电磁场在连铸生产中的应用

1.2.2电磁制动技术

1.3本论文的目的和主要内容

2电磁场分析

2.1电磁控制原理

2.1.1电磁场基本方程

2.1.2电磁制动原理

2.2实验中电磁场的分布

2.2.1电磁制动器

2.2.2磁感应强度的计算

2.3电磁场对金属液流动的影晌

2.3.1连铸过程流场的数值模拟

2.3.2电磁场对流场的影响

3电磁制动连铸复层铸坯

3.1实验装置与方法

3.1.1实验装置的设计

3.1.2实验方法

3.2低温合金的模拟实验

3.2.1各种参数条件下的实验结果

3.2.2实验中主要工艺参数的影响规律

3.2.3实验结果与分析

3.3铝合金复层铸坯的电磁连铸实验

3.3.1实验条件

3.3.2实验工艺过程及方法

4结论

参考文献

主要符号列表

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文、攻读硕士学位期间申请专利及攻读硕士学位期间所得奖励