.640. 工程科学学报，第41卷，第5期 25 310 400 b 2 300 目1s 230 050 200月 岳10 0 5 以 100 240 5 230 102030405060 70 80 20 25 30 连铸速度/mm·min-) 芯管长度/mm 261 22(c)— 40d 284 20 260 35 280 18 259 30 276 16 258 ./LV 22 20 268月 出12 257 15 264 10 10 260 8 256 5 256 55 J252 150200250300350400 450 1150117512001225125012751300 冷却水流量.·h) 银熔化温度℃ 图8不同工艺参数下的模拟结果.(a)连铸速度：(b)芯管长度：(c)冷却水流量：(d)银熔化温度 Fig.8 Simulation results:(a)withdrawing speeds;(b)lengths of the mandrel tube;(c)flow rates of cooling water;(d)silver melting tempera- tures L1=-0.057w+24.75 (7) 不连续，导致芯部铝产生明显的冷隔（图10(a)). L2=0.17m-1.31 (8) 从图8(b)可以看出，芯管长度对多项指标均有比较 △T=-0.87m+299 (9) 显著的影响. 为了提高实验的成功率及成品质量，通常需选 根据表5数据，拟合线性段可以得出： 择较大的L,及适当的L,并保证一定的△T值.各状 L1=1.04l-9.05 (10) 态参数均有一定的期望值，结合本实验中银包铝棒 L2=-1.26l+44.45 (11) 材的尺寸大小及质量要求，设定L,的期望值为 △T=9.62l-28.9 (12) l5mm以上；L,的期望值为7mm,允许上偏差3mm, 同样依据以上拟合结果和状态参数，计算得出 下偏差2mm.△T的期望值为150℃以上.依据拟 在本文条件下，可行的芯管长度为27~31mm,最佳 合结果和各状态参数的对应关系，计算在本文条件 长度约为30mm. 下的可行连铸速度为37~67 mm.min-1,最佳速度 3.3.3铸造温度、冷却水的影响 约为48mm·min-l.当连铸速度减小时，温度场上 包覆层金属的铸造温度对其固液界面位置参数 移，固液界面升高，芯部金属填充困难，速度过快，温 L,和△T均有一定的影响.随着包覆层金属液铸造 度场下移，易使外层金属熔蚀（如图9所示） 温度的升高，管坯固液界面的位置逐渐移向结晶器 3.3.2芯管长度的影响 出口，当凝固界面位于导流管底端以下时则会与芯 芯管长度的变化，主要改变了芯管出口处双金 部金属发生混合，形成合金，不能得到复合材料；而 属的接触温度、接触时间，并直接改变了固液界面的 如果金属液温度太低则无法顺利流入结晶器内、或 相对位置.当芯管长度太短时，由于内金属液与外 者拉坯阻力过大.芯部熔液温度过高可能造成界面 管接触时的温度均较高，时间较长，使得银铝界面反 反应严重，甚至包覆层熔穿的问题：而温度过低则容 应较强烈（图10（©）).此外，芯管长度短，银包覆层 易造成芯部金属在芯管中已凝固导流管堵塞，难以 冷却强度不足，不易成形，对固液界面控制要求高 实现连续复合. 而当芯管长度过长时，芯棒受冷却强度大，铝芯的固 根据表5数据对银铸造温度(T)影响的拟合结 液界面移至芯管出口以内，芯部金属液的填充变得 果为：工程科学学报,第 41 卷,第 5 期 图 8 不同工艺参数下的模拟结果. (a) 连铸速度; (b) 芯管长度; (c) 冷却水流量; (d) 银熔化温度 Fig. 8 Simulation results: (a) withdrawing speeds; (b) lengths of the mandrel tube; (c) flow rates of cooling water; (d) silver melting tempera鄄 tures L1 = - 0郾 057v + 24郾 75 (7) L2 = 0郾 17v - 1郾 31 (8) 驻T = - 0郾 87v + 299 (9) 为了提高实验的成功率及成品质量,通常需选 择较大的 L1及适当的 L2并保证一定的 驻T 值. 各状 态参数均有一定的期望值,结合本实验中银包铝棒 材的尺寸大小及质量要求, 设定 L1 的期望值为 15 mm以上;L2的期望值为 7 mm,允许上偏差 3 mm, 下偏差 2 mm. 驻T 的期望值为 150 益 以上. 依据拟 合结果和各状态参数的对应关系,计算在本文条件 下的可行连铸速度为 37 ~ 67 mm·min - 1 ,最佳速度 约为 48 mm·min - 1 . 当连铸速度减小时,温度场上 移,固液界面升高,芯部金属填充困难,速度过快,温 度场下移,易使外层金属熔蚀(如图 9 所示). 3郾 3郾 2 芯管长度的影响 芯管长度的变化,主要改变了芯管出口处双金 属的接触温度、接触时间,并直接改变了固液界面的 相对位置. 当芯管长度太短时,由于内金属液与外 管接触时的温度均较高,时间较长,使得银铝界面反 应较强烈(图 10(c)). 此外,芯管长度短,银包覆层 冷却强度不足,不易成形,对固液界面控制要求高. 而当芯管长度过长时,芯棒受冷却强度大,铝芯的固 液界面移至芯管出口以内,芯部金属液的填充变得 不连续,导致芯部铝产生明显的冷隔(图 10( a)). 从图 8(b)可以看出,芯管长度对多项指标均有比较 显著的影响. 根据表 5 数据,拟合线性段可以得出: L1 = 1郾 04l - 9郾 05 (10) L2 = - 1郾 26l + 44郾 45 (11) 驻T = 9郾 62l - 28郾 9 (12) 同样依据以上拟合结果和状态参数,计算得出 在本文条件下,可行的芯管长度为 27 ~ 31 mm,最佳 长度约为 30 mm. 3郾 3郾 3 铸造温度、冷却水的影响 包覆层金属的铸造温度对其固液界面位置参数 L1和 驻T 均有一定的影响. 随着包覆层金属液铸造 温度的升高,管坯固液界面的位置逐渐移向结晶器 出口,当凝固界面位于导流管底端以下时则会与芯 部金属发生混合,形成合金,不能得到复合材料;而 如果金属液温度太低则无法顺利流入结晶器内、或 者拉坯阻力过大. 芯部熔液温度过高可能造成界面 反应严重,甚至包覆层熔穿的问题;而温度过低则容 易造成芯部金属在芯管中已凝固导流管堵塞,难以 实现连续复合. 根据表 5 数据对银铸造温度(T)影响的拟合结 果为: ·640·