材料制备新技术 教学课件 ppt 作者 许春香 主编 张金山 副主编第一章 快速凝固技术.ppt

材料成型及控制工程教研组 材料制备新技术 材料成型及控制工程－铸造工程方向专业课 许春香　 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 第1章 快速凝固技术 表1-1 不同雾化工艺的凝固速率和粉末质量比较 表1-2回转水纺线法制备的非晶丝及其力学性能。（细丝直径100～160μm） 表1-3 非晶、纳米晶软磁合金带材的主要性能及应用领域 表1-4 采用喷射沉积法制备的近终形制件 第1章 快速凝固技术 热流密度q1和q2与结晶潜热释放率之间满足 热平衡方程: 根据傅里叶导热定律知 将式（1-2）至式（1-4）带入式（1-1） 则可求得凝固速度为： Q1，Q2，Q3可如下求出 式中，A为铸型与铸件的界面面积； q为界面热流 密度；VC为冷却速度， 为负值；VSV为体积凝 固速度， ；V为铸件体积； △h为结晶潜 热；ρS、ρL、ρ 分别为固相密度、液相密度及平 均密度；CS、CL分别为固相、液相的质量热容； 分别为固相体积分数和液相体积分数。 近似取 , ,并且已 知 ，则由式（1-6）至式 （1-9）可 得出: (1-7) (1-8) (1-9) (1-10) （1-11） （1-12） 式中， 为铸件模数。 对凝固层内的温度分布作线性相似得 式中， 为凝固层厚度；TK 为液固界面温 度；Ti为铸件与铸型界面温度。 （a）定向凝固 (b)体积凝固 图1-1 两种典型的凝固方式 q1-自液相导人凝固界面的热流密度；q2-自凝固界面导人固相的热流密； Q-铸件向铸型散热热量 图1-2急冷模法示意图 1-真空出口；2-绝热冷却剂容器；3-冷却池；4-铜模； 5-模穴；6-垫圈；7-基板；8-压紧螺帽；9-射入管；10-铝箔 (ａ) 自由喷射熔液自旋工艺　　 　(ｂ) 平面流铸工艺 图1-3 自由喷射熔液自旋工艺和平面流铸工艺原理示意图 1-压力计； 2-排气阀； 3-坩埚； 4-感应加热线圈； 5-合金液； 6-金属薄带； 7-淬冷辊轮； 8-喷嘴 (ａ) 自由喷射熔液自旋工艺　　 (ｂ) 平面流铸工艺 图1-4 自由喷射熔液自旋工艺和平面流铸工艺形成的熔潭示意图 图1-5 玻璃包覆纺线法快速凝固原理图 图1-6 Kavesh法线材快速凝固原理图 1，7-导流管；2-喷嘴；3-合金液；4-感应加热器； 5-稳流罩；6-分散器；8-泵 图1-7 回转水纺线法线材快速凝固原理图 1-旋转鼓；2-冷却水；3-喷嘴；4-喷射液柱；5-加热器 图1-8 传送带法线材快速凝固原理图 1-冷却水喷嘴；2-带沟槽传送带；3-导引带；4-加热器；5-导引鼓；6-坩埚； 7-合金液；8-喷嘴；9-驱动滑轮；10-液流稳定器；11-线材；12-绕线机； 13-集水箱；14-喷射合金熔液柱；15-输送泵；16-流量计；17-压缩机 图1-9 单辊法制备快速凝固薄带原理图 1-激冷辊；2-感应加热器；3-排气阀；4-压力表；5-带材 图1-10 单辊法制备复合带材 1-单辊；2、5-合金液；3、4-坩埚；6-感应加热器；7-复合薄带 图1-11 非晶合金带材生产线示意图 1-熔化、保温炉; 2-中间包; 3-喷嘴; 4-单辊,直径约2000mm; 5-厚度测量装置 图1-12 双辊法快