Регистрация / Вход
Прислать материал

Определение коэффициента теплопередачи при литье алюминия в форму из графита

Фамилия
Целовальник
Имя
Юрий
Отчество
Всеволодович
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра литейных технологий и художественной обработки материалов
Академическая группа
ММТ-16-4-4
Научный руководитель
к.т.н., доцент Баженов В.Е.
Название тезиса
Определение коэффициента теплопередачи при литье алюминия в форму из графита
Тезис

Формы из графита могут использоваться для получения отливок из титановых, никелевых, медных, алюминиевых и цинковых сплавов. Целью работы являлось определение коэффициента теплопередачи h при литье алюминия в форму из графита для улучшения адекватности моделирования заполнения и затвердевания в программе ProCast.

Была изготовлена форма из графита для получения цилиндрической отливки. Форму изготавливали из графита марки ГМЗ (ТУ 48-4802-86-97) путем фрезерования графитовых блоков. Форма состоит из четырех частей, между каждой частью формы располагались термопары на различном расстоянии от внутренней поверхности раздела отливка-форма. Всего было установлено 10 термопар. Запись температуры производили с частотой 1 с при помощи 12 канального термоизмерителя Lutron BTM-4208SD. Плавка производилась в 3-х марковом графито-шамотном тигле в индукционной высокочастотной печи. Заливка сплава производилась при температуре 1000 ̊С.

Нахождение коэффициента теплопередачи производилось путем минимизации значения функции ошибок, отражающей разницу между экспериментальными и полученными в процессе математического моделирования значениями температуры в форме и в отливке в процессе заливки, затвердевания и охлаждения отливки. Построены зависимости величины коэффициента теплопередачи между алюминием и графитом от температуры поверхности отливки (рис. 1 а) и от времени, прошедшего с начала заливки.

Рисунок 1. Графики зависимости: а - коэффициент теплопередачи от температуры поверхности отливки,

б-сопоставления расчетных и экспериментальных данных

Установлено, что при понижении температуры расплава от температуры заливки до температуры кристаллизации алюминия величина h растет, а после образования слоя твердого металла на поверхности отливки снижается. На (рис.1 б) представлены результаты сопоставления экспериментальных и расчетных кривых охлаждения для термопары расположенной в отливке, полученных при моделировании процесса заполнения и затвердевания отливки. Видно, что расчётная и экспериментальная кривые охлаждения практически совпадают.