Теплопередача гарячого алюмініюючого покриття під час затвердіння

Алюмінування методом гарячого занурення є одним із найефективніших методів захисту поверхні сталей і поступово набуває популярності. Незважаючи на те, що швидкість витягування є одним із найважливіших параметрів для контролю товщини покриття алюмінієвих виробів, існує кілька публікацій про математичне моделювання швидкості витягування під час процесу гарячого занурення. Для того, щоб описати кореляцію між швидкістю витягування, товщиною покриття та часом затвердіння, у цій статті досліджується принцип масо- та теплообміну під час процесу алюмінізування. Математичні моделі базуються на рівнянні Нав’є-Стокса та аналізі теплопередачі. Експерименти з використанням власно розробленого обладнання проводяться для перевірки математичних моделей. Зокрема, розплав алюмінію очищають при 730 ℃. Метод Кука-Нортемана використовується для попередньої обробки листової сталі Q235.

Температуру гарячого алюмінієвого занурення встановлено на 690, а ℃ час занурення встановлено на 3 хв. Для регулювання швидкості витягування використовується двигун постійного струму з плавним зміною швидкості. Зміна температури покриття реєструється інфрачервоним термометром, а товщина покриття вимірюється за допомогою аналізу зображення. Результати підтвердженого експерименту показують, що товщина покриття пропорційна квадратному кореню зі швидкості витягування сталевого листа Q235, і що існує лінійна залежність між товщиною покриття та часом затвердіння, коли швидкість витягування нижча за 0.11 м/с. Прогноз запропонованої моделі добре поєднується з експериментальними спостереженнями товщини покриття.

Введення 1

Сталь для гарячого цинкування має більш високу корозійну стійкість і більш бажані механічні властивості в порівнянні зі сталлю для гарячого цинкування. Принцип гарячого алюмінієвого занурення полягає в тому, що попередньо оброблені сталеві пластини занурюються в розплавлені алюмінієві сплави при певній температурі на відповідний час. Атоми алюмінію дифундують і реагують з атомами заліза, утворюючи композитне покриття із сполуки Fe–Al та алюмінієвого сплаву, яке має сильну силу зв’язку з матрицею, щоб задовольнити вимоги захисту та зміцнення поверхні. Коротше кажучи, сталевий матеріал для гарячого занурення є різновидом композитного матеріалу з комплексними властивостями та низькою вартістю. В даний час для гарячого алюмінієвого занурення зазвичай використовуються такі технології, як Сендзіміра, Неокислююче відновлення, Неокислююче та Кука-Нортемана, за допомогою яких завдяки високій ефективності виробництва, стабільній якості продукції та меншій кількості можна реалізувати масштабні виробництва. забруднення. Серед чотирьох технологій Сендзімірська, Неокислююча відновна та Неокислювальна характеризуються складністю процесів, дорогим обладнанням та високою вартістю. Нині метод Кука-Нортмана набуває широкого поширення завдяки перевагам гнучких процесів, низької вартості та екологічності.

Для процесу гарячого алюмінію товщина покриття є важливим критерієм для оцінки якості покриття і відіграє ключову роль у визначенні властивостей покриття. Тому, як контролювати товщину покриття під час процесу гарячого занурення, вважається вирішальним для гарантування відмінної якості покриття. Як ми вже знаємо, існує тісний зв’язок між товщиною покриття, швидкістю витягування та часом затвердіння. Тому, щоб контролювати процес гарячого занурення та покращувати якість покриття, необхідно побудувати математичну модель, яка може описати цю кореляцію. У цій роботі математична модель товщини покриття та швидкості витягування виведена з рівняння Нав’є-Стокса. Проаналізовано тепловіддачу під час затвердіння покриття та встановлено залежність товщини покриття та часу затвердіння. Експерименти гарячого алюмініювання сталевих плит Q235 за методом Кука-Нортемана проводяться на саморобному обладнанні. Реальна температура та товщина покриття вимірюються відповідно. Теоретичні висновки проілюстровані та підтверджені експериментами.

2 Математична модель

2.2 Теплопередача під час затвердіння покриття Оскільки алюмінієве покриття дуже тонке, його можна прийняти за р.ralрідина, що тече по плоскій поверхні пластин із покриттям. Тоді його можна проаналізувати з напрямку x. Принципові схеми покриття-підкладки представлені на рис. 2, а розподіл температури — на рис. 3.
Щоб отримати повну інформацію, зв’яжіться з нами.