Cu-Al复合材料连铸直接成形数值模拟研究
来源期刊：金属学报2018年第3期
论文作者：刘新华 付华栋 何兴群 付新彤 江燕青 谢建新
文章页码：470 - 484
关键词：Cu-Al复合材料;连铸复合成形;温度场;数值模拟;
摘 要：建立了Cu-Al复合材料连铸成形的数值模拟模型,确定了模型的边界条件,提出了复合过程处理和结果评价方法。通过与部分实验结果对比表明,模拟结果与实验结果一致。以铜包铝棒坯立式连铸和Cu-Al复合板坯水平连铸过程为例,采用Pro CAST软件对其稳态温度场进行了数值模拟分析,得到了各工艺参数对连铸过程的影响规律,给出了合理的工艺参数范围,并结合模拟的参数进行相应的实验研究。结果表明,本工作建立的连铸复合模型、确定的边界条件、提出的复合过程处理和结果评价方法合理,可有效用于连铸复合成形模拟分析。计算结果表明,制备横断面为100 mm×100 mm、Cu包覆层厚度（410 mm）的铜包铝棒坯可行的连铸工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度750℃,结晶器长度200 mm,芯棒管长度290 mm,一冷水流量16002000L/h,二冷水流量9001300 L/h,二冷水距结晶器出口距离30 mm,拉坯速率6080 mm/min;制备厚度20 mm、宽度75 mm、Cu包覆层厚度（47 mm）的Cu-Al复合板坯可行的工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度760800℃,拉坯速率4080 mm/min,Al液导流管长度20 mm。
刘新华1,2，付华栋1,2，何兴群1，付新彤1，江燕青1，谢建新1,2
1. 北京科技大学新材料技术研究院2. 北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室
摘 要：建立了Cu-Al复合材料连铸成形的数值模拟模型,确定了模型的边界条件,提出了复合过程处理和结果评价方法。通过与部分实验结果对比表明,模拟结果与实验结果一致。以铜包铝棒坯立式连铸和Cu-Al复合板坯水平连铸过程为例,采用Pro CAST软件对其稳态温度场进行了数值模拟分析,得到了各工艺参数对连铸过程的影响规律,给出了合理的工艺参数范围,并结合模拟的参数进行相应的实验研究。结果表明,本工作建立的连铸复合模型、确定的边界条件、提出的复合过程处理和结果评价方法合理,可有效用于连铸复合成形模拟分析。计算结果表明,制备横断面为100 mm×100 mm、Cu包覆层厚度（410 mm）的铜包铝棒坯可行的连铸工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度750℃,结晶器长度200 mm,芯棒管长度290 mm,一冷水流量16002000L/h,二冷水流量9001300 L/h,二冷水距结晶器出口距离30 mm,拉坯速率6080 mm/min;制备厚度20 mm、宽度75 mm、Cu包覆层厚度（47 mm）的Cu-Al复合板坯可行的工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度760800℃,拉坯速率4080 mm/min,Al液导流管长度20 mm。
关键词：Cu-Al复合材料;连铸复合成形;温度场;数值模拟;
