Kuumalumiiniumist katte soojusülekanne tahkestumise ajal

Kuumalumiiniumist katmine on üks tõhusamaid teraste pinnakaitse meetodeid ja kogub järk-järgult populaarsust. Kuigi tõmbekiirus on üks olulisemaid parameetreid aluminiseerivate toodete kattekihi paksuse reguleerimiseks, on vähe väljaandeid tõmbekiiruse matemaatilise modelleerimise kohta kuumsukeldumisprotsessi ajal. Tõmbekiiruse, katte paksuse ja tahkestumise aja vahelise seose kirjeldamiseks uuritakse käesolevas artiklis massi- ja soojusülekande põhimõtet aluminiseerimisprotsessi ajal. Matemaatilised mudelid põhinevad Navier-Stokesi võrrandil ja soojusülekande analüüsil. Matemaatiliste mudelite kinnitamiseks viiakse läbi katsed ise väljatöötatud seadmetega. Täpsemalt, alumiiniumi sulam puhastatakse temperatuuril 730 ℃. Q235 terasplaatide eeltöötluseks kasutatakse Cook-Nortemani meetodit.

Kuumalumiinimise temperatuur on seatud 690 ja ℃ kastmisajaks 3 min. Tõmbekiiruse reguleerimiseks kasutatakse astmeteta kiiruse muutmisega alalisvoolumootorit. Katte temperatuurimuutus registreeritakse infrapunatermomeetriga ja katte paksust mõõdetakse pildianalüüsi abil. Kontrollitud katse tulemused näitavad, et katte paksus on võrdeline Q235 terasplaadi tõmbekiiruse ruutjuurega ning et katte paksuse ja tahkestumise aja vahel on lineaarne seos, kui tõmbekiirus on väiksem kui 0.11 m/s. Kavandatud mudeli ennustus sobib hästi katte paksuse eksperimentaalsete vaatlustega.

1 Sissejuhatus

Kuumalumiiniumist terasel on kõrgem korrosioonikindlus ja soovitavamad mehaanilised omadused võrreldes kuumtsinkimise terasega. Kuumalumiinimise põhimõte seisneb selles, et eeltöödeldud terasplaadid kastetakse sulaalumiiniumisulamitesse teatud temperatuuril sobivaks ajaks. Alumiiniumi aatomid hajuvad ja reageerivad rauaaatomitega, moodustades Fe-Al ühendist ja alumiiniumisulamist komposiitkatte, millel on maatriksiga tugev sidumisjõud, et rahuldada pinna kaitsmise ja tugevdamise nõuet. Lühidalt öeldes on kuumsulatusterasest materjal terviklike omadustega ja madala hinnaga komposiitmaterjal. Praegu kasutatakse kuumalumiinimiseks tavaliselt selliseid tehnikaid nagu Sendzimir, Mitteoksüdeeriv redutseeriv, Mitteoksüdeeriv ja Cook-Norteman, mille kaudu on võimalik teostada suuremahulisi tootmisi tänu nende kõrgele tootmise efektiivsusele, stabiilsele toodete kvaliteedile ja vähematele toodetele. reostus. Nelja tehnoloogia hulgast iseloomustavad Sendzimir, Mitteoksüdeeriv redutseeriv ja Mitteoksüdeeriv keerukad protsessid, kallid seadmed ja kõrge hind. Tänapäeval on Cook-Nortemani meetodit laialdaselt kasutatud tänu paindlike protsesside, madalate kulude ja keskkonnasõbralikkuse eelistele.

Kuumalumiinimisprotsessis on katte paksus oluline kriteerium katte kvaliteedi hindamisel ja mängib võtmerolli katte omaduste määramisel. Seetõttu peetakse kattekihi paksuse reguleerimist kuumuputusprotsessi ajal ülioluliseks katte suurepärase kvaliteedi tagamiseks. Nagu me juba teame, on katte paksuse, tõmbekiiruse ja tahkumisaja vahel tihe seos. Seetõttu on kuum kastmise protsessi juhtimiseks ja katte kvaliteedi parandamiseks vaja koostada matemaatiline mudel, mis suudab seda korrelatsiooni kirjeldada. Selles artiklis on katte paksuse ja tõmbekiiruse matemaatiline mudel tuletatud Navier-Stokesi võrrandist. Analüüsitakse soojusülekannet katte tahkumisel ning tehakse kindlaks katte paksuse ja tahkestumise aja seos. Kuumalumiiniumist Q235 terasplaatide katsed Cook-Nortemani meetodil viiakse läbi isevalmistatud seadmega. Katte tegelikku temperatuuri ja paksust mõõdetakse vastavalt. Teoreetilisi tuletusi illustreerivad ja kinnitavad katsed.

2 Matemaatiline mudel

2.2 Soojusülekanne katte tahkumisel Kuna alumiiniumkate on väga õhuke, võib seda võtta kui parallel vedelik, mis voolab kaetud tükkide tasasel pinnal. Siis saab seda analüüsida x suunast. Katte-põhimiku skemaatilised diagrammid on toodud joonisel 2 ja temperatuuri jaotus on näidatud joonisel 3.
Täielike üksikasjade saamiseks võtke meiega ühendust.