Теплопередача горячего алюминизирующего покрытия при затвердевании

Горячее алитирование является одним из наиболее эффективных методов защиты поверхности сталей и постепенно набирает популярность. Хотя скорость вытягивания является одним из наиболее важных параметров для контроля толщины покрытия алитированных изделий, тем не менее, имеется мало публикаций по математическому моделированию скорости вытягивания в процессе горячего погружения. Для того чтобы описать корреляцию между скоростью вытягивания, толщиной покрытия и временем затвердевания, в этой статье исследуется принцип переноса массы и тепла в процессе алитирования. Математические модели основаны на уравнении Навье-Стокса и анализе теплопередачи. Проводятся эксперименты на оборудовании собственной разработки для проверки правильности математических моделей. В частности, алюминиевый расплав очищают при 730 ℃. Метод Кука-Нортемана используется для предварительной обработки листов из стали Q235.

Температура горячего алюминирования погружением установлена ​​на 690 ℃, а время погружения установлено на 3 минуты. Двигатель постоянного тока с плавным изменением скорости используется для регулировки скорости тяги. Изменение температуры покрытия регистрируется инфракрасным термометром, а толщина покрытия измеряется с помощью анализа изображений. Результаты проверенного эксперимента показывают, что толщина покрытия пропорциональна квадратному корню из скорости вытягивания для стального листа Q235 и что существует линейная зависимость между толщиной покрытия и временем затвердевания, когда скорость вытягивания ниже 0.11 м / с. Прогноз предлагаемой модели хорошо согласуется с экспериментальными наблюдениями за толщиной покрытия.

Введение 1

Сталь, полученная методом горячего цинкования погружением, имеет более высокую коррозионную стойкость и более желательные механические свойства по сравнению со сталью, полученной горячим цинкованием. Принцип горячего алюминирования погружением заключается в том, что предварительно обработанные стальные пластины погружаются в расплав алюминиевых сплавов при определенной температуре на подходящее время. Атомы алюминия диффундируют и вступают в реакцию с атомами железа, образуя композитное покрытие из соединения Fe – Al и алюминиевого сплава, которое имеет сильную связь с матрицей, чтобы удовлетворить требованиям защиты и упрочнения поверхности. Короче говоря, горячеоцинкованная сталь - это своего рода композитный материал с широкими характеристиками и низкой стоимостью. В настоящее время для горячего алюминирования обычно используются такие методы, как Сендзимир, Неокисляющее восстановление, Неокислительное и Кука-Нортмен, что позволяет реализовать крупномасштабные производства благодаря их высокой эффективности производства, стабильному качеству продукции и меньшему. загрязнение. Среди четырех технологий, Сендзимира, Неокисляющее восстановление и Неокисляющее, характеризуются сложными процессами, дорогим оборудованием и высокой стоимостью. В настоящее время метод Кука-Нортмана получает широкое распространение благодаря преимуществам гибкости процессов, низкой стоимости и экологичности.

Для процесса алюминирования горячим погружением толщина покрытия является важным критерием оценки качества покрытия и играет ключевую роль в определении свойств покрытия. Таким образом, контроль толщины покрытия во время процесса горячего погружения имеет решающее значение для обеспечения превосходного качества покрытия. Как мы уже знаем, существует тесная взаимосвязь между толщиной покрытия, скоростью вытягивания и временем затвердевания. Следовательно, чтобы контролировать процесс горячего погружения и улучшить качество покрытия, необходимо построить математическую модель, которая может описать эту корреляцию. В этой статье математическая модель толщины покрытия и скорости вытягивания выводится из уравнения Навье-Стокса. Анализируется теплопередача во время затвердевания покрытия и устанавливается соотношение толщины покрытия и времени затвердевания. Эксперименты по алюминированию листов стали Q235 горячим погружением по методу Кука-Нортмана проводятся на самодельном оборудовании. Соответственно измеряются реальная температура и толщина покрытия. Теоретические выводы проиллюстрированы и подтверждены экспериментами.

2 Математическая модель

2.2 Теплопередача при затвердевании покрытия Поскольку алюминиевое покрытие очень тонкое, его можно принять за паralжидкость, стекающая по плоской поверхности гальванических изделий. Затем его можно проанализировать с направления x. Принципиальные диаграммы покрытие-подложка представлены на рис. 2, а распределение температуры показано на рис. 3.
Для получения более подробной информации свяжитесь с нами.