金屬液態(tài)成形工藝原理講稿(已修改)
2025-03-05 02:09 本頁面
【正文】 第二章 金屬液態(tài)成形工藝原理167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 液體金屬充滿鑄型型腔的過程稱為 充型過程。 167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 液體金屬充滿鑄型型腔的過程稱為 充型過程。 在充型異常的條件下會(huì)產(chǎn)生液態(tài)金屬成形過程的一些缺陷： 澆不足、冷隔、砂眼、抬箱、侵入性氣孔、夾砂結(jié)疤 充型過程存在： 熱作用 機(jī)械沖擊沖刷 物理化學(xué)反應(yīng)研究液態(tài)金屬充型過程的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性 非常必要。 167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 研究方法：研究液態(tài)金屬充型過程的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性 非常必要。 u 物理模擬u 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬u 工業(yè)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 液態(tài)金屬中存在夾雜物（固相）和氣體（氣相） 多相黏性流動(dòng) u 夾雜物（非金屬化合物）： （尺寸 50μm ） l 氧化物 —— Al2O3, SiO2, MnO, FeO, TiO2 , MgO 等 l 氮化物 —— AlN, ZrN, TiN 等l 硫化物 —— Ni 3S2, CeS, Cu2S 等u 氣體： （總量 4X104 %） CO, CO2, H2, N2, O2 等 例如連鑄的鋼水中：167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)，金屬鍵被部分破壞，原子之間仍然保持一定的結(jié)合力，因此 液態(tài)金屬在流動(dòng)過程中有內(nèi)摩擦阻力 ，呈現(xiàn)粘性流動(dòng)的水利學(xué)特點(diǎn)。 影響因素： l 溫度 l 合金成分l 金屬液純凈度多相黏性流動(dòng) 167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 充型過程中液態(tài)金屬的流速、流態(tài)在不斷變化。 非穩(wěn)定流動(dòng) u 流路截面變化u 流路方向變化u 流路溫度變化167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 紊流流動(dòng) 液體的流動(dòng)可分為層流和紊流兩種狀態(tài)，并可用 雷諾數(shù) Re來判斷。（流速 管路直徑 / 流體運(yùn)動(dòng)粘度）Re臨 = 2300大于 Re臨 為紊流小于 Re臨 為層流例如，某鋼種在連鑄工藝過程中結(jié)晶器的管道直徑為 ，如果結(jié)晶器有電磁攪拌的條件下鋼水的平均旋轉(zhuǎn)周向速度為，澆注溫度為 1535℃ ，運(yùn)動(dòng)粘度為 106m 2/s，計(jì)算出： 對于某些合金，在澆注溫度下（高于液相線溫度 50~100℃ ）有：鑄件材質(zhì) 鑄鐵 鑄鋼 鋁合金γ （ m2/s） 10 6 10 6 10 6在澆注系統(tǒng)中，即使 D 很?。ㄈ缛? cm），在保證充型的最低流速下，其雷諾數(shù)也大于 Re臨 。所以：金屬液在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)為 紊流流動(dòng)。又由于澆注系統(tǒng)流路回轉(zhuǎn)，使紊流程度加重。167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 在 “多孔管 ”中流動(dòng) 澆注系統(tǒng)及鑄型的型腔都具有一定的透氣性167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)特點(diǎn) 綜上所述 液態(tài)金屬在充型過程中的水力學(xué)特點(diǎn)與理想液體相比有明顯的區(qū)別。 但是，液態(tài)金屬在充型時(shí)間較短的過程中，一些水力學(xué)的規(guī)律在一定程度上也適用于液態(tài)金屬的流動(dòng)過程。 167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)計(jì)算 一、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)：引導(dǎo)金屬液進(jìn)入和充滿型腔的一系列通道。167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)計(jì)算 一、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 澆注系統(tǒng)的構(gòu)成（基本組元）：① 澆口杯② 直澆道③ 直澆道窩④ 橫澆道⑤ 內(nèi)澆道167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)計(jì)算 連續(xù)鑄鋼澆注系統(tǒng)的構(gòu)成：① 鋼水包② 長水口③ 中間包④ 浸入式水口⑤ 結(jié)晶器一、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 167。 液態(tài)金屬充型過程的水力學(xué)計(jì)算 一、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 根據(jù)澆注系統(tǒng)基本組元截面積比例關(guān)系分為：① 開放式澆注系統(tǒng) F直 F橫 F內(nèi) ② 封閉式澆注系統(tǒng) F直 F橫
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