Transferència de calor del recobriment d'alumini per immersió en calent durant la solidificació

El recobriment d'alumini per immersió en calent és un dels mètodes més eficaços de protecció de superfícies per als acers i progressivament està guanyant popularitat. Tot i que la velocitat de tracció és un dels paràmetres més importants per controlar el gruix del recobriment dels productes d'aluminització, hi ha poques publicacions sobre el modelatge matemàtic de la velocitat de tracció durant el procés d'immersió en calent. Per tal de descriure la correlació entre la velocitat de tracció, el gruix del recobriment i el temps de solidificació, en aquest article s'investiga el principi de transferència de massa i calor durant el procés d'aluminització. Els models matemàtics es basen en l'equació de Navier-Stokes i l'anàlisi de la transferència de calor. Es realitzen experiments amb l'equip autodissenyat per validar els models matemàtics. Concretament, la fosa d'alumini es purifica a 730 ℃. El mètode Cook-Norteman s'utilitza per al pretractament de plaques d'acer Q235.

La temperatura d'aluminització per immersió en calent s'estableix a 690 i ℃ el temps d'immersió s'estableix en 3 min. S'utilitza un motor de corrent continu amb variació de velocitat continua per ajustar la velocitat de tracció. El canvi de temperatura del recobriment es registra mitjançant un termòmetre d'infrarojos i el gruix del recobriment es mesura mitjançant l'anàlisi d'imatges. Els resultats de l'experiment validats indiquen que el gruix del recobriment és proporcional a l'arrel quadrada de la velocitat de tracció de la placa d'acer Q235 i que hi ha una relació lineal entre el gruix del recobriment i el temps de solidificació quan la velocitat de tracció és inferior a 0.11 m/s. La predicció del model proposat encaixa bé amb les observacions experimentals del gruix del recobriment.

1 Introducció

L'acer d'alumini per immersió en calent té una major resistència a la corrosió i propietats mecàniques més desitjables en comparació amb l'acer de galvanització per immersió en calent. El principi de l'aluminització per immersió en calent és que les plaques d'acer pretractades es submergeixen en els aliatges d'alumini fos a una temperatura determinada durant un temps adequat. Els àtoms d'alumini es difonen i reaccionen amb els àtoms de ferro per formar un recobriment compost de compost Fe-Al i aliatge d'alumini que té una forta força d'enllaç amb la matriu per satisfer el requisit de protegir i enfortir la superfície. En resum, el material d'acer per immersió en calent és una mena de material compost amb propietats completes i de baix cost. Actualment, tècniques com Sendzimir, Reducció no oxidant, No oxidant i Cook-Norteman s'utilitzen generalment per a l'aluminització per immersió en calent, mitjançant la qual es poden realitzar produccions a gran escala a causa de la seva alta eficiència de producció, qualitat estable dels productes i menys Pol · lució. Entre les quatre tecnologies, Sendzimir, No oxidant reductor i No oxidant es caracteritzen per processos complexos, equips cars i alt cost. Actualment, el mètode Cook-Norteman s'utilitza àmpliament a causa dels avantatges dels processos flexibles, de baix cost i respectuós amb el medi ambient.

Per al procés d'alumini per immersió en calent, el gruix del recobriment és un criteri important per avaluar la qualitat del recobriment i té un paper clau en la determinació de les propietats del recobriment. Per tant, com controlar el gruix del recobriment durant el procés d'immersió en calent es considera crucial per garantir una excel·lent qualitat de recobriment. Com ja sabem, hi ha una estreta correlació d'acoblament entre el gruix del recobriment, la velocitat de tracció i el temps de solidificació. Per tant, per controlar el procés d'immersió en calent i millorar la qualitat del recobriment, és necessari construir un model matemàtic que pugui descriure aquesta correlació. En aquest article, el model matemàtic del gruix del recobriment i la velocitat de tracció es deriva de l'equació de Navier-Stokes. S'analitza la transferència de calor durant la solidificació del recobriment i s'estableix la relació entre el gruix del recobriment i el temps de solidificació. Els experiments de plaques d'acer Q235 d'alumini per immersió en calent basats en el mètode Cook-Norteman es duen a terme amb un equip de fabricació pròpia. La temperatura real i el gruix del recobriment es mesuren en conseqüència. Les derivacions teòriques estan il·lustrades i confirmades pels experiments.

2 Model matemàtic

2.2 Transferència de calor durant la solidificació del recobriment Com que el recobriment d'alumini és molt prim, es pot prendre com a paralel fluid que flueix a la superfície plana de les peces xapades. Aleshores es pot analitzar des de la direcció x. Els diagrames esquemàtics de recobriment-substrat es presenten a la figura 2 i la distribució de la temperatura es mostra a la figura 3.
Per obtenir detalls complets, poseu-vos en contacte amb nosaltres.