2, Tốc độ đúc: "cần điều khiển" cho độ sâu của khoang lỏng
Tốc độ đúc (thường được đo bằng mm/phút) là thông số quy trình cốt lõi của đúc liên tục bán phần, trực tiếp xác định hình dạng và độ sâu của khoang lỏng.
2.1 Hiệu ứng hai mặt của việc tăng tốc
Mô phỏng số của thỏi hợp kim nhôm 7A60 ϕ 360mm dựa trên phần mềm ProCAST đã tiết lộ một quy luật rõ ràng: tăng tốc độ đúc làm tăng cường dòng chảy của kim loại nóng chảy, kéo dài chiều dài khoang lỏng từ 205,2mm lên 638,1mm; tuy nhiên, tốc độ đúc quá cao làm tăng nguy cơ tái nóng chảy và rò rỉ, đồng thời, diện tích hạt đẳng trục mặt cắt ngang của thỏi giảm từ 60567,8mm ² xuống 50511,3mm ².
Một nghiên cứu khác về thỏi hợp kim nhôm 2024 ϕ 300mm cũng xác nhận rằng khi tốc độ đúc tăng lên, độ sâu của khoang lỏng tăng lên, vùng sệt rộng ra, và độ bền cũng như thể tích co ngót do đông đặc tăng lên, do đó làm trầm trọng thêm sự phân tách âm ở tâm thỏi; Đồng thời, độ dày của vỏ đông đặc và vùng tinh thể lông vũ giảm xuống, độ dày của vùng tinh thể đẳng trục tăng lên, và kích thước hạt trung bình của tinh thể đẳng trục giảm xuống.
Hai bộ dữ liệu có vẻ mâu thuẫn này tiết lộ vai trò thực sự của tốc độ đúc:
Tăng tốc độ vừa phải → tốc độ làm mát tăng lên khi nhiệt độ kim loại nóng chảy giảm xuống nhiệt độ hóa lỏng → thúc đẩy sự tạo mầm → tinh thể hóa mịn
Tăng tốc độ quá mức → khoang lỏng sâu nhanh chóng → vùng sệt rộng ra → làm trầm trọng thêm sự phân tách âm ở tâm và tăng xu hướng rỗ ở tâm
2.2 Mối quan hệ quan trọng giữa tinh thể lông vũ và cách nhiệt lạnh
Khi tốc độ đúc quá cao, độ dày của vỏ đông đặc ban đầu trong khuôn đúc không đủ, và bề mặt thỏi dễ bị nứt lạnh (nứt lạnh là một khuyết tật lõm ngang trên bề mặt). Nghiêm trọng hơn, việc khoang lỏng sâu làm giảm thời gian lưu của vỏ đông đặc trong khuôn đúc. Nếu làm mát thứ cấp không được bù đắp kịp thời, độ dày của vỏ ngoài của thỏi khi nó ra khỏi khuôn đúc sẽ không đủ, điều này có thể dễ dàng dẫn đến tai nạn rò rỉ.
Do đó, việc lựa chọn tốc độ đúc trong thực hành công nghiệp phải được xem xét toàn diện: cấp hợp kim (hợp kim cao như 7055 và 7075 yêu cầu tốc độ chậm hơn); đường kính thỏi (đường kính lớn yêu cầu giảm tốc độ); cường độ làm mát (nếu công suất làm mát mạnh, có thể tăng tốc độ vừa phải)
2, Tốc độ đúc: "cần điều khiển" cho độ sâu của khoang lỏng
Tốc độ đúc (thường được đo bằng mm/phút) là thông số quy trình cốt lõi của đúc liên tục bán phần, trực tiếp xác định hình dạng và độ sâu của khoang lỏng.
2.1 Hiệu ứng hai mặt của việc tăng tốc
Mô phỏng số của thỏi hợp kim nhôm 7A60 ϕ 360mm dựa trên phần mềm ProCAST đã tiết lộ một quy luật rõ ràng: tăng tốc độ đúc làm tăng cường dòng chảy của kim loại nóng chảy, kéo dài chiều dài khoang lỏng từ 205,2mm lên 638,1mm; tuy nhiên, tốc độ đúc quá cao làm tăng nguy cơ tái nóng chảy và rò rỉ, đồng thời, diện tích hạt đẳng trục mặt cắt ngang của thỏi giảm từ 60567,8mm ² xuống 50511,3mm ².
Một nghiên cứu khác về thỏi hợp kim nhôm 2024 ϕ 300mm cũng xác nhận rằng khi tốc độ đúc tăng lên, độ sâu của khoang lỏng tăng lên, vùng sệt rộng ra, và độ bền cũng như thể tích co ngót do đông đặc tăng lên, do đó làm trầm trọng thêm sự phân tách âm ở tâm thỏi; Đồng thời, độ dày của vỏ đông đặc và vùng tinh thể lông vũ giảm xuống, độ dày của vùng tinh thể đẳng trục tăng lên, và kích thước hạt trung bình của tinh thể đẳng trục giảm xuống.
Hai bộ dữ liệu có vẻ mâu thuẫn này tiết lộ vai trò thực sự của tốc độ đúc:
Tăng tốc độ vừa phải → tốc độ làm mát tăng lên khi nhiệt độ kim loại nóng chảy giảm xuống nhiệt độ hóa lỏng → thúc đẩy sự tạo mầm → tinh thể hóa mịn
Tăng tốc độ quá mức → khoang lỏng sâu nhanh chóng → vùng sệt rộng ra → làm trầm trọng thêm sự phân tách âm ở tâm và tăng xu hướng rỗ ở tâm
2.2 Mối quan hệ quan trọng giữa tinh thể lông vũ và cách nhiệt lạnh
Khi tốc độ đúc quá cao, độ dày của vỏ đông đặc ban đầu trong khuôn đúc không đủ, và bề mặt thỏi dễ bị nứt lạnh (nứt lạnh là một khuyết tật lõm ngang trên bề mặt). Nghiêm trọng hơn, việc khoang lỏng sâu làm giảm thời gian lưu của vỏ đông đặc trong khuôn đúc. Nếu làm mát thứ cấp không được bù đắp kịp thời, độ dày của vỏ ngoài của thỏi khi nó ra khỏi khuôn đúc sẽ không đủ, điều này có thể dễ dàng dẫn đến tai nạn rò rỉ.
Do đó, việc lựa chọn tốc độ đúc trong thực hành công nghiệp phải được xem xét toàn diện: cấp hợp kim (hợp kim cao như 7055 và 7075 yêu cầu tốc độ chậm hơn); đường kính thỏi (đường kính lớn yêu cầu giảm tốc độ); cường độ làm mát (nếu công suất làm mát mạnh, có thể tăng tốc độ vừa phải)