【摘要】：在河道疏浚工程用于輸送泥沙的管道中,由傳統(tǒng)碳鋼制備的鑄管由于內表面受到砂石的沖刷而磨損失效,采用高硬度材料制備的整體管費用高且機加工困難。由于一種材料很難即有較好的韌性和高的硬度和耐磨性,而復合材料能夠在同一零件上各部位提供不同的使用性能,雙金屬復合管正是基于此發(fā)展起來的,本文采用的雙金屬復合管是由以普通碳鋼為基底,高鉻鑄鐵為耐磨層通過一定的成型方法,使之結合為一體的復合管材,其既有優(yōu)良的綜合機械性能,又有較強的抗磨損能力,因此能最大限度的減少重量,并能顯著提高使用壽命。本文對大直徑薄壁雙金屬圓管的離心鑄造工藝進行實驗與模擬,通過對實驗數據的采集,采用逆算法確定模擬軟件中的關鍵數據—換熱系數,并帶入到模擬軟件中,使模擬更接近于實際生產過程。并對臥式離心鑄造的充型、凝固的溫度場、流動場和壓力場進行模擬分析。本文針對大直徑薄壁離心成型難的特點,探討各個工藝參數如轉速、澆鑄溫度、鑄型預熱溫度及兩層澆鑄的時間間隔等取值原則,通過模擬對比分析各個工藝參數的影響;討論了兩種金屬的物性參數、界面結合方式與溫度的關系,通過對鑄件溫度場的數值模擬,獲得各個工藝參數對復合界面的影響,從而優(yōu)化工藝參數使得兩層金屬能夠通過擴散、熔合實現冶金結合,獲得界面結合良好的雙金屬復合管。模擬結果如下:(1)提高外層金屬的澆注溫度、模型預熱、增加涂料的厚度對鑄件的鑄造過程均起到保溫作用,而鑄件的保溫促進了元素的擴散行為,對界面結合有利。(2)提高內層澆注溫度的影響根據情況不同而不同,當內層澆注溫度低于外層的初始溫度時,提高內層澆注溫度影響不明顯,當內層澆注溫度遠高于外層的初始溫度時,其對外層鑄件的加熱作用明顯,能顯著提高界面的結合效果。(3)對于大直徑長管,通過分析溫度云圖,可得到兩個差異顯著的區(qū)域,邊界部位和中心部位,通過分析給出了邊界部位所占長度。分析表明觀測邊界區(qū)域雙金屬結合情況的好壞無法指示整個管件的結合情況。(4)兩種金屬的澆注間隔時間決定了界面結合的成敗,時間過短導致混流,時間過長則界面為機械結合,本文給出了最佳間隔時間段和最佳間隔時間。
【圖文】：

圖 1-1 離心鑄管機平面圖1.噴拉車油缸 2.涂料壓送罐 3.液壓站 4.操作控制臺 5.噴拉車 6.接管器 7.滾輪組 8.鑄型 9.澆鑄小車 10.渦流制動器 11.電磁抱閘 12.電磁調速電機離心鑄造雙金屬管的工藝過程如下：1）噴涂料過程，，將鑄型加熱到一定溫度并以一定速率旋轉，同時噴拉車的

有限元分析流程
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG249.4;TV535

【參考文獻】

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本文編號：2554513