內(nèi)凹帶式急冷制備鋁箔材工藝基礎(chǔ)研究.pdf

1、內(nèi)凹帶式急冷制備鋁箔材工藝是指將熔融的鋁液噴射到運動的承載帶上，鋁液隨帶運動而鋪展，并在鋪展的過程中快速冷卻、凝固，形成鋁箔材。由于承載帶呈內(nèi)凹狀，噴于其上的鋁液會在離心力的作用下貼緊承載帶，從而形成連續(xù)的鋁箔材。此外，通過控制鋁液初始溫度、承載帶帶速、鋁液噴射流量大小等參數(shù)可以制備不同厚度的鋁箔材。
　　溫度場是影響內(nèi)凹帶式急冷制備鋁箔材成帶質(zhì)量的首要因素，本課題運用解析解法，數(shù)值解法和ProCAST模擬軟件對冷卻凝固過程進行了

2、分析。運用解析解法得出了三個階段的溫度場公式；運用顯式差分方程對凝固階段進行了數(shù)值解析，以更好地描述凝固潛熱對溫度場的影響；運用ProCAST軟件模擬得到了厚度方向上不同位置鋁箔材和承載帶的溫度場變化曲線。三種方法均能很好地證明鋁液從接觸承載帶到凝固過程結(jié)束時長小于0.031s。設(shè)備運行時，鋁液從噴出到接觸承載帶、其后冷卻凝固形成鋁箔材、最后借助壓輥脫離承載帶，所經(jīng)距離大于800mm，因此，即使承載帶帶速高達25m/s，鋁液仍可鋪展凝固

3、成鋁箔材，從而論證了鋁液冷卻凝固成鋁箔材這一過程的可行性。運用ProCAST軟件模擬了噴口寬度和噴射速度對鋁液噴射情況的影響，分析可知當噴口寬度選擇1~3mm、鋁液噴射速度選擇0.10m/s~0.40m/s時，噴出鋁液長度在35mm范圍內(nèi)均勻穩(wěn)定。運用流體力學分析軟件Flow-3D對鋁液的流動鋪展情況進行模擬，分析可知：鋁液初始溫度設(shè)定為700℃~800℃、承載帶帶速控制在2.5m/s~7m/s時，可以形成連續(xù)的鋁箔材。
　　本課

4、題利用內(nèi)凹帶式急冷設(shè)備，成功地制備出了具有一定連續(xù)長度且表面質(zhì)量良好的鋁箔帶。不同的鋁液初始溫度和承載帶帶速會對鋁箔帶的表面質(zhì)量和厚度產(chǎn)生影響，通過分析成帶質(zhì)量不好的鋁箔帶的工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備存在的缺陷并提出了相應的改進措施。分析測試鋁箔帶微觀組織和硬度，鋁箔帶晶粒尺寸小于7μm，且沿厚度方向呈帶狀或長條狀分布，當鋁液初始溫度增高時，根據(jù)形核率N和長大速度G與過冷度ΔT之間的關(guān)系，鋁液的冷卻速度增大，過冷度增大，使得單位體積中的晶粒數(shù)