二层对推式搅拌桨对B4Cp/A356复合材料半固态搅拌流场影响的数值研究

张雪飞, 白景元, 管仁国, 刘 燕, 周天国

(1. 沈阳大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳 110044; 2. 东北大学 a. 材料科学与工程学院, b. 冶金学院, 辽宁 沈阳 110819)

二层对推式搅拌桨对B4Cp/A356复合材料半固态搅拌流场影响的数值研究

张雪飞1, 白景元1, 管仁国2a, 刘 燕2b, 周天国1

(1. 沈阳大学 机械工程学院, 辽宁 沈阳 110044; 2. 东北大学 a. 材料科学与工程学院, b. 冶金学院, 辽宁 沈阳 110819)

为了优化传统半固态搅拌铸造设备,设计出二层对推式搅拌桨,对其半固态搅拌铸造B4Cp/A356时的流场进行了Fluent模拟.对模拟结果进行轴向流域、径向流域以及铝液搅拌形态的验证试验,对实验所得的两个铝锭进行了宏观的对比分析.发现二层对推式搅拌桨更易使碳化硼颗粒带入铝液中,促进碳化硼颗粒在铝液中的均匀分散;二级交错式桨叶布置可减少无碳化硼颗粒掺入区域.

B4Cp/A356; 模拟; 半固态搅拌铸造; 均匀分散

颗粒增强铝基复合材料具有良好的耐腐蚀性、耐磨性,因其制备方式较多,且制备价格低廉,现已广泛应用于军事、电子信息、汽车、航空航天等领域[1-2].但颗粒增强体与基体润湿性很差,极其容易形成颗粒团聚,从而导致制备出的材料良品率低[3].半固态搅拌法利用对处于固液两相区的熔体施加强烈的机械搅拌剪切力,从而使颗粒增强体分散在基体中.相对于传统的液相法,半固态法制备出的颗粒增强铝基复合材料,其颗粒分散更为均匀,且两相之前具有良好的润湿性[4-5].通常使用超声波震动法、电磁搅拌法以及机……