Prenos toplote vročega aluminiziranega premaza med strjevanjem

Prevleka z vročim aluminiziranjem je ena najučinkovitejših metod površinske zaščite jekel in postopoma pridobiva na priljubljenosti. Čeprav je hitrost vlečenja eden najpomembnejših parametrov za nadzor debeline prevleke izdelkov za aluminiziranje, je malo publikacij o matematičnem modeliranju hitrosti vlečenja med postopkom vročega namakanja. Da bi opisali korelacijo med hitrostjo vlečenja, debelino prevleke in časom strjevanja, je v tem prispevku raziskano načelo prenosa mase in toplote med postopkom aluminizacije. Matematični modeli temeljijo na Navier-Stokesovi enačbi in analizi prenosa toplote. Za potrditev matematičnih modelov se izvajajo poskusi z opremo, ki so jo sami oblikovali. Natančneje, talina aluminija se čisti pri 730 ℃. Metoda Cook-Norteman se uporablja za predobdelavo jeklenih plošč Q235.

Temperatura vročega aluminiziranja je nastavljena na 690 in ℃ čas namakanja je nastavljen na 3 minute. Za prilagajanje vlečne hitrosti se uporablja enosmerni motor z brezstopenjskim spreminjanjem hitrosti. Spremembo temperature prevleke beležimo z infrardečim termometrom, debelino premaza pa merimo z analizo slike. Rezultati potrditvenega poskusa kažejo, da je debelina prevleke sorazmerna s kvadratnim korenom vlečne hitrosti za jekleno ploščo Q235 in da obstaja linearna povezava med debelino prevleke in časom strjevanja, ko je hitrost vlečenja nižja od 0.11 m/s. Napoved predlaganega modela se dobro ujema z eksperimentalnimi opazovanji debeline prevleke.

1 Predstavitev

Vroče aluminizirano jeklo ima višjo odpornost proti koroziji in bolj zaželene mehanske lastnosti v primerjavi z vročim pocinkanim jeklom. Načelo vročega aluminiziranja je, da se predhodno obdelane jeklene plošče za ustrezen čas potopijo v staljene aluminijeve zlitine pri določeni temperaturi. Atomi aluminija difundirajo in reagirajo z atomi železa, da tvorijo kompozitno prevleko iz spojine Fe–Al in aluminijeve zlitine, ki ima močno vezno silo z matriko, da zadovolji zahtevo po zaščiti in krepitvi površine. Skratka, vroče jekleni material je neke vrste kompozitni material s celovitimi lastnostmi in nizkimi stroški. Trenutno se za vročo aluminiziranje običajno uporabljajo tehnike, kot so Sendzimir, neoksidacijska redukcija, neoksidacija in Cook-Norteman, s katerimi je zaradi visoke učinkovitosti proizvodnje, stabilne kakovosti izdelkov in manjše proizvodnje mogoče realizirati obsežne proizvodnje. onesnaževanje. Med štirimi tehnologijami, Sendzimirjevo, Neoksidacijsko redukcijsko in Neoksidacijsko, so značilni zapleteni procesi, draga oprema in visoki stroški. Danes se Cook-Nortemanova metoda zaradi prednosti fleksibilnih procesov, nizkih stroškov in okolju prijaznosti pogosto uporablja.

Pri postopku vročega aluminiziranja je debelina prevleke pomembno merilo za oceno kakovosti premaza in ima ključno vlogo pri določanju lastnosti premaza. Kako nadzorovati debelino premaza med postopkom vročega potapljanja, je zato ključnega pomena za zagotavljanje odlične kakovosti premaza. Kot že vemo, obstaja tesna povezava med debelino prevleke, hitrostjo vlečenja in časom strjevanja. Zato je za nadzor postopka vročega potapljanja in izboljšanje kakovosti premaza potrebno zgraditi matematični model, ki lahko opiše to korelacijo. V tem prispevku je matematični model debeline prevleke in hitrosti vlečenja izpeljan iz Navier-Stokesove enačbe. Analizira se prenos toplote med strjevanjem prevleke in ugotovi razmerje med debelino prevleke in časom strjevanja. Poskusi vročega aluminiziranja jeklenih plošč Q235 po metodi Cook-Norteman se izvajajo z opremo, ki je izdelana sam. Ustrezno se izmerita realna temperatura in debelina premaza. Teoretične izpeljave so ilustrirane in potrjene s poskusi.

2 Matematični model

2.2 Prenos toplote med strjevanjem prevleke Ker je aluminijasta prevleka zelo tanka, jo lahko vzamemo kot paraltekočina, ki teče po ravni površini prevlečenih kosov. Nato ga je mogoče analizirati iz smeri x. Shematski diagrami prevleke-substrata so prikazani na sliki 2, porazdelitev temperature pa na sliki 3.
Za popolne podrobnosti nas kontaktirajte.