2, Gießgeschwindigkeit: der "Steuerknüppel" für die Tiefe des Flüssigkavität

Die Gießgeschwindigkeit (üblicherweise in mm/min gemessen) ist der Kernprozessparameter des halbkontinuierlichen Gießens, der direkt die Form und Tiefe der Flüssigkavität bestimmt.

2.1 Der zweischneidige Effekt der Beschleunigung

Die numerische Simulation einer 7A60-Aluminiumlegierung mit einem Ø 360mm-Barren unter Verwendung der ProCAST-Software zeigte ein klares Muster: Eine Erhöhung der Gießgeschwindigkeit verstärkt den Schmelzfluss und verlängert die Flüssigkavität von 205,2 mm auf 638,1 mm; eine übermäßig hohe Gießgeschwindigkeit erhöht jedoch das Risiko von Wiederaufschmelzen und Leckagen, und gleichzeitig verringert sich die Querschnittsfläche der äquiaxigen Körner des Barrens von 60567,8 mm² auf 50511,3 mm².

Eine weitere Studie an 2024-Aluminiumlegierungs-Ø 300mm-Barren bestätigte ebenfalls, dass mit zunehmender Gießgeschwindigkeit die Tiefe der Flüssigkavität zunimmt, die pastöse Zone breiter wird und die Festigkeit und das Volumen des Erstarrungsschwunds zunehmen, wodurch die negative Segregation in der Mitte des Barrens verschärft wird; gleichzeitig nehmen die Dicke der erstarrten Schale und der Federkristallzone ab, die Dicke der äquiaxigen Kristallzone nimmt zu und die durchschnittliche Korngröße der äquiaxigen Kristalle nimmt ab.

Diese beiden scheinbar widersprüchlichen Datensätze enthüllen die wahre Rolle der Gießgeschwindigkeit:

2.2 Die kritische Beziehung zwischen Federkristallen und Kaltisolierung

Wenn die Gießgeschwindigkeit zu hoch ist, ist die Dicke der anfänglichen erstarrten Schale im Kokille unzureichend, und die Oberfläche des Barrens ist anfällig für Kaltverschweißung (Kaltverschweißung ist ein transversaler konkav-defekt auf der Oberfläche). Schwerwiegender ist, dass die Vertiefung der Flüssigkavität die Verweilzeit der erstarrten Schale in der Kokille verkürzt. Wenn die Sekundärkühlung nicht rechtzeitig kompensiert wird, ist die Dicke der äußeren Schale des Barrens beim Austritt aus der Kokille unzureichend, was leicht zu Leckagen führen kann.

Daher muss die Auswahl der Gießgeschwindigkeit in der industriellen Praxis umfassend berücksichtigt werden: Legierungsgrad (hochlegierte Legierungen wie 7055 und 7075 erfordern eine langsamere Geschwindigkeit); Barrendurchmesser (großer Durchmesser erfordert reduzierte Geschwindigkeit); Kühlintensität (wenn die Kühlkapazität stark ist, kann moderat beschleunigt werden)