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双金属复层材料电磁制动铸造技术的研究

刘鼎  
【摘要】: 层状金属复合材料是利用先进复合技术将两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的合金在界面上实现牢固结合而制备的一种新型复合材料,具有很好的综合性能。变形铝合金3003和4004是2种应用广泛的合金材料。3003具有较好的耐蚀性,可是强度偏低;4004强韧性很好,但是耐蚀性较差。如能开发出将两种金属的优异性能结合在一起的新型材料,将其轧制成薄板之后可用于复杂的工作环境中,其应用前景无疑是巨大的。随着材料电磁加工技术的发展,电磁场的应用范围和途径不断扩大,目前电磁制动已发展成为一种比较成熟的技术,本文则利用电磁制动技术来制备两侧面具有不同性能的复层材料。 通过电磁结晶器、热顶、中间包、流槽等相关设计和不同成分合金复合铸造法工艺实验,研究电磁场对铸造过程中两种合金液的热量传输、动量传输和质量传输规律的影响,及其与铸坯铸造质量的关系,获得成熟的生产工艺参数。 利用实验设计的设备及摸索的工艺参数成功制备了3003/4004双金属复层材料。结果显示:没有施加电磁场条件下,铸坯两侧的金属混合在了一起;在施加磁感应强度为0.15T条件下制得的铸坯一侧为铝硅合金,另一侧为铝锰合金,中间存在明显过渡层的复层板坯材料。说明电磁场有效地抑制了金属液的混流,铸坯两侧面具有不同的成分以及不同的性能。


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