离心渗铸金属铝熔液的瞬态固化与再熔

通过分析离心力场中金属铝熔液在Al_2O_3短纤维多孔介质内的渗流传热,考虑了离心惯性力对铝熔液的瞬态固化与再熔的影响,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型。研究了复合管铸造工艺中不同工况下液固共融区的长度和固化率的瞬态变化规律以及流场压损的分布规律。结果表明:在Al_2O_3颗粒的预热温度低于铝熔化温度的条件下,当渗透前沿达到一定深度时出现液固共融,随后液团共融区随渗透过程而增长,固化率逐渐提高。随着孔隙率的减小,液固共融区的长度和固化率增大,出现共熔现象的固化率降低,复合层能达到的最大厚度减小。而随着转速的减小,液固共融区长度缩短,共熔区内的固化率水平提高,出现共熔现象的固化率增大,复合层能达到的最大厚度减小。

离心力场中伴随瞬态固化与再熔现象的渗流传热过程

针对离心渗铸充型过程中金属铝熔液的瞬态固化与再熔现象,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型。通过理论分析,获得了复合管离心渗铸充型过程中伴随有瞬态固化与再熔现象的压力分布以及渗透界面与再熔界面移动速度计算公式,建立了界面移动速度与温度间的耦合关系,分析了流场变化规律。结果表明:多孔预型体内发生的液固共融现象对流场分布具有重要的影响,增大孔隙率和离心转速,有利于提高流场局部温度,缩短液固两相熔融区的长度,降低熔融区内固化率。由于渗透前沿发生瞬态固化导致该区域的空隙率减小,熔液的有效流通截面变窄,使得流场局部压力和速度发生波动。