Определение коэффициента теплопередачи при литье магниевого сплава МЛ5 в формы из ХТС.

Целью работы являлось определение коэффициента теплопередачи при литье магниевого сплава МЛ5 в форму из ХТС для улучшения адекватности результатов моделирования в программе ProCast путем сравнения экспериментальных и расчетных распределений температуры в отливки и форме.

Была изготовлена форма из холодно-твердеющей смеси для получения цилиндрической отливки. Формовку осуществили послойно в 4-х опоках. После формовки первого слоя, устанавливали 4 хромель-алюмелевые термопары на различном расстоянии от поверхности раздела отливка-форма. Всего было установлено 12 термопар, последняя из которых была расположена в сплаве. Запись температуры производили с частотой 1 с при помощи 12 канального термоизмерителя Lutron BTM-4208SD.

Моделирование заливки и затвердевания цилиндрической отливки производили в программе ProCast, изменяя значения коэффициента теплопередачи. Выше температуры ликвидуса задавали значение h_L с шагом 100 Вт/м²К, а ниже температуры солидуса значение коэффициента h_S с тем же шагом.

Определение коэффициента теплопередачи производилось путём минимизации значения функции ошибок, отражающей разницу между экспериментальными и расчётными значениями температуры в форме и отливке в процессе заливки и затвердевания отливки.

В результате минимальная ошибка получилась для значений h_L = 1300 и h_S =600 Вт/м²К, так же при этих значениях достигалось минимальное отклонение расчетных значений от экспериментальных не более чем на 20 градусов (см. рисунок 1). 

Рисунок 1 - Экспериментальные и расчетные температурные поля при h_L=1300 и h_S= 600 Вт/м²К (для термопары находящейся на расстоянии 10 мм от поверхности раздела отливка-форма)

Научный руководитель - ст.пр., к.т.н. Баженов В.Е.