Kuuma-aluminoivan pinnoitteen lämmönsiirto jähmettymisen aikana

Kuuma-aluminointipinnoite on yksi tehokkaimmista terästen pinnansuojausmenetelmistä ja on vähitellen yleistymässä. Vaikka vetonopeus on yksi tärkeimmistä parametreista aluminoivien tuotteiden pinnoitepaksuuden säätelyssä, on kuitenkin vain vähän julkaisuja vetonopeuden matemaattisesta mallintamisesta kuumakastoprosessin aikana. Vetonopeuden, pinnoitteen paksuuden ja jähmettymisajan välisen korrelaation kuvaamiseksi tässä artikkelissa tutkitaan massan ja lämmön siirtymisen periaatetta aluminointiprosessin aikana. Matemaattiset mallit perustuvat Navier-Stokesin yhtälöön ja lämmönsiirtoanalyysiin. Matemaattisten mallien validoimiseksi suoritetaan kokeita itse suunnitelluilla laitteilla. Tarkemmin sanottuna alumiinisula puhdistetaan 730 ℃:ssa. Q235-teräslevyjen esikäsittelyssä käytetään Cook-Norteman-menetelmää.

Kuuma-aluminoinnin lämpötilaksi on asetettu 690 ja kastoaika on 3 minuuttia. Vetonopeuden säätämiseen käytetään tasavirtamoottoria, jossa on portaaton nopeusvaihtelu. Pinnoitteen lämpötilan muutos tallennetaan infrapunalämpömittarilla ja pinnoitteen paksuus mitataan kuva-analyysin avulla. Validoidut koetulokset osoittavat, että pinnoitteen paksuus on verrannollinen Q235-teräslevyn vetonopeuden neliöjuureen ja että pinnoitteen paksuuden ja jähmettymisajan välillä on lineaarinen suhde, kun vetonopeus on alle 0.11 m/s. Ehdotetun mallin ennuste sopii hyvin pinnoitteen paksuuden kokeellisiin havaintoihin.

1 Johdanto

Kuumasinkitysteräksellä on korkeampi korroosionkestävyys ja paremmat mekaaniset ominaisuudet kuin kuumasinkitysteräksellä. Kuumalumiinoinnin periaate on, että esikäsitellyt teräslevyt upotetaan sulaan alumiiniseokseen tietyssä lämpötilassa sopivaksi ajaksi. Alumiiniatomit diffundoituvat ja reagoivat rautaatomien kanssa muodostaen komposiittipinnoitteen Fe-Al-yhdisteestä ja alumiiniseoksesta, jolla on vahva sidosvoima matriisin kanssa, mikä täyttää pinnan suojaamisen ja vahvistamisen. Lyhyesti sanottuna kuumateräsmateriaali on eräänlainen komposiittimateriaali, jolla on kattavat ominaisuudet ja edullinen. Tällä hetkellä kuumaaluminoinnissa käytetään yleensä sellaisia ​​tekniikoita kuin Sendzimir, Ei-hapettava pelkistys, Ei-hapettava ja Cook-Norteman, joiden avulla voidaan toteuttaa laajamittaista tuotantoa korkean tuotantotehokkuuden, tuotteiden vakaan laadun ja vähemmän. saastuminen. Neljästä tekniikasta Sendzimir, Ei-hapettava pelkistävä ja Ei-hapettava ovat monimutkaiset prosessit, kalliit laitteet ja korkeat kustannukset. Nykyään Cook-Norteman-menetelmää käytetään laajalti joustavien prosessien, edullisien ja ympäristöystävällisten etujen ansiosta.

Kuumalumiinointiprosessissa pinnoitteen paksuus on tärkeä kriteeri pinnoitteen laadun arvioinnissa ja sillä on keskeinen rooli pinnoitteen ominaisuuksien määrittelyssä. Pinnoitteen paksuuden hallintaa kuumakastoprosessin aikana pidetään siksi ratkaisevan tärkeänä pinnoitteen erinomaisen laadun takaamisessa. Kuten jo tiedämme, pinnoitteen paksuuden, vetonopeuden ja jähmettymisajan välillä on läheinen kytkentäkorrelaatio. Siksi kuumakastoprosessin hallitsemiseksi ja pinnoitteen laadun parantamiseksi on tarpeen rakentaa matemaattinen malli, joka voi kuvata tätä korrelaatiota. Tässä artikkelissa pinnoitteen paksuuden ja vetonopeuden matemaattinen malli johdetaan Navier-Stokesin yhtälöstä. Lämmönsiirto pinnoitteen jähmettymisen aikana analysoidaan ja pinnoitteen paksuuden ja jähmettymisajan suhde määritetään. Cook-Norteman-menetelmään perustuvien kuumaaluminoivien Q235-teräslevyjen kokeet suoritetaan itse valmistetulla laitteistolla. Todellinen lämpötila ja pinnoitteen paksuus mitataan vastaavasti. Teoreettiset johtopäätökset havainnollistetaan ja vahvistetaan kokeilla.

2 Matemaattinen malli

2.2 Lämmönsiirto pinnoitteen jähmettymisen aikana Koska alumiinipinnoite on erittäin ohut, sitä voidaan pitää pa:narallel nestettä, joka virtaa pinnoitettujen kappaleiden tasaiselle pinnalle. Sitten sitä voidaan analysoida x suunnasta. Pinnoitealustan kaaviot on esitetty kuvassa 2 ja lämpötilajakauma kuvassa 3.
Täydelliset tiedot saat ottamalla meihin yhteyttä.