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2012 年 3 月
ZA合金的制备和加热棒由连续铸造模具
马英、郝元和丰韵燕
材料科学与技术学院甘肃兰州理工大学730050年中华人民共和国
洪军流
华中科技大学武汉材料科学基础430074中华人民共和国
昌民素
Mech.Eng学校。,Kyungpook国家大学,Sankeug-dong,Pukgu,大邱(702 - 701),韩国
2002年3月16号接收
2002年12月9号接收
连续定向凝固技术5种特殊合金,具有晶咱，预测和转换的情况下,通过加热连续铸造模具进行了研究。最优拟合技术因素的范围各合金被发现。结果表明,运行中的关键问题是指导钢锭凝固的工艺生产的合金线咱加热模在连铸方法。出口温度、拉伸速度、冷却条件、合金成分和压头是直接影响钢锭表面质量。有一个平衡力热固液两相区. 只有调整工艺参数与平衡,保持一个好地方的固体和液体之间的接口,可以顺利ZA合金线不断拔掉
1．介绍
连续铸造模具加热(工业过程)是一种定向凝固方法。模具温度与加热被铸造的金属锭的点被强烈冷却模具外,一个伟大的温度梯度和冷却之间架设出口的地方,使传热沿主轴的钢锭凝固过程中。这样的微观结构进行了观察到ZA合金线平行定向树突柱状晶体。自从前凝固的熔融金属模具出口位于或接近出风口,固体和液体界面附近也位于模具出口。一个小小的改变技术参数的工业流程,如出口温度、拉伸速度、冷却条件等,将使钢锭表面和内部质量明显影响。良好的表面质量取决于装修的各项技术指标。这ZA合金线的成型工艺条件下连铸是激烈的模具进行了研究。钢锭表面质量是用来分析各项技术指标的影响,找出最佳的技术参数拟合的范围。
2. 实验方法
2.1 实验设备
一个水平连铸设备加热模具在甘肃高校技术应用,正如图1-11.12 它包括熔炼、保温
系统、模具加热系统、冷却系统、牵引系统和杠杆的熔融金属控制系统。热电偶和传感器妥善安排。
图1 .原理图连铸设备1-thermocouple加热模具;2-Control酒吧熔化的表面;3 -探讨铸造表面;
4-Heater;5-Mold;6-lngot;7-Tractive辊;8-Dummy网吧,9-Guide 块;10-cooling水;11-thermocouple;12坩埚;13水平的向导
2.2实验材料
五种咱合金进行了研究:ZA5,ZA8,ZA12,ZA27 ZA22,。哪批原材料材料使用的是:99.99%的锌锭,99.9%的铝锭,A1 - 44%的铜合金和主人纯镁。
2.3钢锭拔
因为有一个较低的表面张力和凝聚力,咱可湿合金铜、铁其他材料。因此,将方法应用于附着力实验。一旦熔融金属与拉锭,打开冷却水开始将系统。钢锭的操作的关键是将技术的加热模具连铸、影响铸件的成功与否。当它开始,因为寒冷的气冷却水的突然转变传热试验锭,模具出口的温度将大大减少,然后再恢复。
3 工艺参数影响钢锭表面质量
3.1熔融金属压头的影响
至于高含altoys ZA12铝,和ZA27 ZA22,因此非常激动人心重要的控制水平的熔融金属坩埚格,尤其是不允许它太高了。的情况下,一个完整的圆锭的保持对模具出口第一应采取熔融金属水平较低的位置一样。至于窄凝固范围合金、ZA8和ZA5,增加压头一个小范围的许可证有利于获得优质钢锭。有时甚至模具出口温度较低融点温度,如果液体压力头足够高,它可能拉从合金线光滑咱。
3.2模具出口温度的影响
一定条件下的冷却和牵引速度、改变模具的电源插座上温度和表面质量的基础上合理的模具钢锭观察出口温度范围的不同成分的合金,咱,结果显示量程。
图2 出口温度的影响表面质量
它可以从图2,作为对某些合金、调整模具的电源插座上温度在一定范围内可以得到光滑锭。当模具出口温度曲线下的下限,因为固-液界面进入模具太多,减少对模具出口液体分数不能消除凝固收缩的表面形成粗糙的表面。若模具出口温度降低时,再一次,共晶ZA5合金热裂形成的上升摩擦力,而超共晶合金形成粗糙的表面及出口的抗争结晶的主要水晶模具嚎啕大哭。如果模具出口温度在曲线上限,从钢锭模具出口温度太高了对固-液界面区将会搬出去模具,使太更高的液体分数并导致严重,打破了熔融金属缸或熔化的金属顺流而下模具出口形成泄漏。
3.3牵引速度的影响
在一定条件下冷却降温的情况下(1 = 20毫米的距离、冷却水问= 16 L / h)和出口温度(10 ~ C高熔点温度)牵引速度的影响表面质量的各种连续铸造合金线图3中显示。它可以从图3,ZAI2 ZA22拉速度疯狂具有广泛的判决范围,并顺利锭可领取在一个更大的改变吗拉力速度范围。但是的变化幅度,ZA27 ZA5是小的,速度控制在需要更严格地,准确。ZA5是一个共晶合金,这就会凝固在一定的温度。开发区的共存液体和固体的两个阶段是一个凸。液固区是非常小的,坐落在模具出口旁边。基于研究结果的汽水,15固液界面的纯进入4毫米铝模具加热模具出口可以获得连续的线具有良好的表面质量。如果液体固体界面进入太多,热裂发生,而如果接口是迁出模具出口,很容易形成泄漏。
图3速度的影响表面质量
徐进行研究的基础上,当凝固了处理的方法,以生长作用水晶,要增加温度坩埚、固-液界面的变化会凹~平整——r凸;提高增长速度、转换接口将凸~菲亚特~凹。加热模具连铸也是一种凝固,因此,结论生长晶体是合适的作用。在这里,模具是相似的对坩埚和牵引速度可作为生长速度。他们有同样影响固-液界面的倾向。只有不同的是,固体-加热液体界面的连续铸造模具通常是轻微的凸或附近平的。技术参数的变化只会使他的曲率变化对凸界面。因此,提高模具出口温度会增加凸的摘要结晶器液-固界面的口、液固区将会走向在外面。牵引速度的增加使整个液固区移动对模具外,和发展趋势,对模具凸内固体液体界面转弱。但是这种影响是小于出口温度、,如图4。
此系统出口温度影响重大interdendritic金额或熔化金属。为interdendritic液体分数在模具出口是一个重要的影响因素对表面质量的锭,调节范围的ZA5出口温度比ZA12大。拉力的变化速度要比移动整个平坦区域内部或外部直接对模具。ZAI2有广泛的调整(身体的)位置液固的防守区域,而区域ZA5液固很小,只保留近界面,有一个小的调整范围。因此,调节范围拉力速度是关于ZA5小于ZA12合金。虽然这是相同的移动液体-对固体界面内、外模,变化趋势就不一样了不同的影响的方法。这就是为什么当合金成分改变显示图3、图4,这个范围变化趋势的出口温度拉速度是不同的。
图outtet温度的影响拉速对安娜的固体和液体之间的接口
A)1 - - - - - - > 3增加出口温度的
(B)1 - - - - - - > 3增加速度。在此之前
3.4冷却条件的影响
短的距离和强降温冷却水也使整个固液区进入模具。长度缩短了固液区,它是容易形成粗糙表面。延长冷却距离、传热钢锭将太慢了。有太多的累积在固-液界面热,使液体-固体区走向瓷砖模具及增加外倾向的泄漏。
4匹配范围的工艺参数
根据实验观察结果或咏叹调,这个数字大约匹配范围加热工艺参数连续铸造ZA27合金模具的结论(图5)。它可以从图3的工艺参数,也就是说,出口温度、拉伸速度和冷却距离影响的倾向钢锭表面质量。一般来说,它是可用的匹配在树荫下的工艺参数,可获得较高的质量领域的表面和光滑像一面镜子咱合金连铸线。Tt 也有可能是匹配的工艺参数可以拉帘外领域出好的锭,但是它往往铸造缺陷带来一些激烈的模具连铸、如泄漏,粗糙表面、热裂和抗争的电源插座上。冷却水量为采取一定的图中16L /小时。此外,它已经显示了从实验结果可以看出匹配的工艺参数范围内的其馀的四咱合金具有较宽的ZA27的。
图.5匹配范围的工艺参数在O.C.C. ZA27
5结论
1)操作拉力锭是关键部位的热模具连续铸造技术。
2)在稳定的晶体生长阶段,主要工艺参数的热量模具连铸、出口温度、拉伸速度、冷却条件下,合金成分和头部杠杆,直接影响到钢锭表面质量。从这个实验表明,只有当一个共同匹配值将工艺参数在一定范围内,可以顺利咱合金线拔掉。否则缺陷,如热裂、粗糙表面,就出口可能发生泄漏,等。
3)在热模具连铸的背后,都有两个平衡的热量和力量固液区位于模具出口。它是必要的,以保持良好的位置固体液体界面的工艺参数与调整两个平衡光滑连续铸造线上拔了出来。ZA27也是最难拉在这些合金铸件。
确认
这项研究受到甘肃自然科学基金和甘肃科技大学的基金。
参考
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