【摘 要】
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为细化6005A铝合金组织,改善铸锭表层的反偏析,避免温度分布不均匀造成的热裂纹,本课题选择使用双线圈并在导流管中安装隔板的铸造方式。结合理论研究,基于ANSYS软件包建立了可以准确描述双线圈电磁铸造过程的数学模型,阐述了电磁场在空间和熔体中的分布规律,通过固定变量较准确的说明了多物理场耦合下的熔体流动和热量传输规律。B线圈电流强度从100A增大到400A时,结晶器心部熔体磁感应强度从0.040T
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为细化6005A铝合金组织,改善铸锭表层的反偏析,避免温度分布不均匀造成的热裂纹,本课题选择使用双线圈并在导流管中安装隔板的铸造方式。结合理论研究,基于ANSYS软件包建立了可以准确描述双线圈电磁铸造过程的数学模型,阐述了电磁场在空间和熔体中的分布规律,通过固定变量较准确的说明了多物理场耦合下的熔体流动和热量传输规律。B线圈电流强度从100A增大到400A时,结晶器心部熔体磁感应强度从0.040T增大到0.190T,边部电磁力增大13540N/m3。频率从10Hz增大到100Hz时,心部熔体磁感应强度从0.020T减小到0.003T,边部电磁力从1000N/m3增大到 2230N/m3。铸造速度1 00mm/min、铸造温度710℃,有隔板、双线圈共同作用时较无隔板的情况,最大流速从0.100m/s降低到0.085m/s,液穴深度从58.7mm减小到56.8mm,凝固前沿最大流动速度从0.0021m/s减小到0.0020m/s。安装隔板后,上液面熔体流动速度从0.0190m/s减小到0.0014m/s。安装导流隔板有利于增强电磁场的剪切作用,能有效避免电磁力对上液面的扰动,均匀温度分布,细化晶粒。铸造温度从690℃增大到730℃时,最大流动速度同为0.085m/s;初始凝壳位置下降3mm;液穴深度从56.2mm增大到57.7mm。铸造速度从80mm/min增大到120mm/min过程中,最大流动速度从0.075m/s增大到0.090m/s;液穴深度从36.5mm增大到78.2mm,近似遵循线性关系;初始凝壳点下降了近11mm,极易发生拉漏;凝固前沿熔体最大流动速度向边部移动,坯壳变薄。双线圈共同作用,导流管线圈电流强度变化对宏观物理场分布的影响明显高于结晶器线圈;导流管线圈电流增幅50A时,熔体最大流速增幅为0.020m/s,结晶器线圈电流增幅50A时,熔体流速增幅为0.015m/s。导流管线圈电流100A、结晶器线圈电流150A时,熔体流动最大速度达到0.085m/s,液穴深度降到最低为56.9mm。频率从15Hz到25Hz之间变化时,流动速度增幅最大达到0.025m/s,液穴在频率为25Hz时最浅达到55.7mm;频率从50Hz到80Hz变化时,熔体最大流速有减小趋势,液穴加深了 1.1mm。
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