本文对大直径薄壁双金属管的离心铸造工艺进

　　疏浚工程中用于输送泥沙的管道是关键的过流部件,在其工作过程中既要承受输送流体的内压,又要受到泥沙的冲刷和磨损,传统的单一材料管道往往不能同时满足以上要求,而双金属复合管具有在不同部位提供不同使用性能的特点,即外层材料用于满足强度要求,内层材料用于满足耐磨要求。双金属复合管,内层的材料是特殊性能材料,是按照使用要求选取的,可以使双金属复合管能够适合不同的工况条件,因此大大提高了管道的使用年限,节省了开资。与此同时,离心铸造双金属复合管以相对生产效率较高、较高的冶金结合强度、细密的铸件晶粒、简单的设、而且铸造的缺陷相对较少、机械性能也比较好等诸多优点被广泛应用。行实验与模拟,通过对实验数据的采集,采用逆算法确定模拟软件中的关键数据—换热系数,并带入到模拟软件中,使模拟更接近于实际生产过程。并对卧式离心铸造的充型、凝固的温度场、流动场和压力场进行模拟分析。本文采用数值模拟的方法研究了双金属离心铸造的过程,用Flow-3D软件作为模拟平台,计算并分析了双金属离心铸造的全部过程,同时分析了浇口直径、离心铸造转动速度、融液温度以及不同浇口位置对离心铸造效果的影响,并得到了较为的预测结果。通过分析数值模拟结果得到了离心铸造过程中融液瞬态流动状态,清晰地获得了离心铸造中铸件的形成过程。模拟结果如下:(1)在一定的流量下,浇口直径的大小影响着融液轴向流速,较小的浇口直径融液轴向速度较大,融液在管模具内部铺展速度较快,更容易形成较为光滑和厚度均一的融液表面。(2)较大的转速会使融液的螺旋运动轨迹的螺距更大,使融液更快铺满模具,另一方面,较大的转动速度会产生较大的离心力,融液在较大离心力的作用下更容易产生光滑和均一的融液自由表面,从而获得更高质量的铸件。离心铸造(3)温度会影响对融液的黏度系数以及传热系数,温度越高融液的黏度系数越低,则融液的流动特性好,形成的铸件表面会越光滑。高温也会改变融液的热传性能,较高的温度会延长融液的冷却凝固过程。(4)不同浇口位置对融液的运动轨迹和温度场的分布影响很大,铸件在浇口附近位置的融液表面呈现出比较光滑的现象,并且靠近浇口位置的温度较高,远离浇口位置的融液温度较低,过低的温度会影响融液的流动性,导致充型失败,所以浇口尽量设置在整个管模具1/3到1/2处。

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