Buradasınız

Anasayfa » Content

KALIP SICAKLIĞININ DÖKÜM PARÇA-KALIP ARAYÜZEY ISI TRANSFER KATSAYISI ÜZERİNE ETKİSİ

EFFECT OF MOLD TEMPERATURE ON HEAT TRANSFER COEFFICIENT AT CASTING-MOLD INTERFACE

Journal Name:

  • Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

Publication Year:

  • 2013

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of AuthorFaculty of Author
Abstract (2. Language): 
The heat transfer coefficient on the casting-mold interface is an important factor which determines the structural and mechanical properties of the casting, and controls the solidification rate of the casting. It is affected by many parameters such as surface roughness, mould material, type of alloy, direction of solidification, mould and casting temperatures, expansion of the mold, contraction of the metal, and air gap on the interface. In this study, it is aimed to investigate the change of the interfacial heat transfer coefficient with temperature of the mold, and to identify the metal-mold interfacial heat transfer mechanisms depending on the temperature of the mold. Timetemperatures relationships were measured with copper chill having different preheat temperatures (323 K, 373 K, and 423 K) in upwards solidifying commercial ETIAL-220 aluminum alloy which is poured at 1023 K. The measured temperatures have been used to determine the effect of mould temperature on the interface heat transfer coefficient. The casting-mold interfacial heat transfer coefficient increased with increasing preheat temperature of the chill (mold). Maximum interface heat transfer coefficients for 323 K, 373 K, 423 K chill temperatures was calculated 12 000 W/m2K, 20 000 W/m2K and 25 000 W/m2K, respectively.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Döküm parça-kalıp arayüzeyindeki ısı transfer katsayısı döküm parçada yapısal ve mekanik özellikleri belirleyen, katılaşma hızını kontrol eden önemli bir faktördür. Arayüzey ısı transfer katsayısı yüzey pürüzlülüğü, kalıp malzemesi, alaşım tipi, katılaşma yönü, kalıp ve döküm sıcaklıkları, kalıbın genleşmesi, metalin çekmesi ve ara yüzeyde oluşan hava boşluğu gibi birçok parametreden etkilenir. Bu çalışmada arayüzey ısı transfer katsayısının kalıp sıcaklığı ile değişiminin araştırılması ve kalıp sıcaklığına bağlı ara yüzey ısı transfer mekanizmalarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Farklı ön ısıtma sıcaklığına (323 K, 373 K, 423 K) sahip saf bakır soğutucudan ve 1023 K sıcaklıkta dökülen soğutucuya karşı yerçekimine karşı yönde katılaşan ticari ETIAL–220 döküm alaşımından zamana bağlı sıcaklıklar ölçülmüştür. Ölçülen sıcaklıklar kalıp sıcaklığının döküm parça-kalıp arayüzey ısı transfer katsayısına etkisini belirlemek için kullanılmıştır. Döküm parça-kalıp arayüzey ısı transfer katsayısı soğutucu (kalıp) sıcaklığının artmasıyla artmıştır. 323 K, 373 K, 423 K soğutucu sıcaklıkları için maksimum arayüzey ısı transfer katsayıları sırası ile 12 000 W/m2K, 20 000 W/m2K ve 25 000 W/m2K olarak hesaplanmıştır.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastirmax-kalip-sicakliginin-dokum-parca-kalip-arayuzey-isi-transfer-katsayisi-uzerine-etkisi.pdf
  • 2
275
282
  • Turkish

REFERENCES

References: 

1. Vijayaram T.R., Sulaiman S., Hamouda A.M.S.,
“Numerical simulation of casting solidification
in permanent metallic molds”, Journal of
Materials Processing Technology, 178: 29-33,
2006.
2. Zhang B., Maijer D.M. and Cockcroft S.L.,
“Development of a 3-D thermal model of the
low-pressure die-cast (LPDC) process of A356
aluminum alloy wheels.” Materials Science and
Engineering A, 464: 295-305, 2007.
3. Srinivasan, M.N., “Heat transfer coefficients at
the casting-mould interface during solidification
of flake graphite cast iron in metallic moulds”,
N. Akar ve ark. Kalıp Sıcaklığının Döküm Parça-Kalıp Arayüzey Isı Transfer Katsayısı Üzerine Etkisi
282 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 28, No 1, 2013
Indian Journal of Technology, 20(4): 123-129,
1982.
4. Michel, F., Louchez, P. R., Samuel, F. H., “Heat
transfer coefficient during solidification of Al-Si
alloys: Effects of mold temperature, coating type
and thickness”, AFS Transactions, 103: 275-
283, 1995.
5. Hallam, C.P., Griffiths, W.D.,”A Model of the
Interfacial Heat-Transfer Coefficient for the
Aluminum Gravity Die-Casting Process”,
Metallurgical and Materials Transactions B;
35 (4): 721-733, 2004.
6. Bouchard, D., Leboeuf, S., Nadeau, J.P.,
Guthrie, I.L.R., Mihaiela, I., “Dynamic wetting
and heat transfer at the initiation of oluminum
solidification on copper substrates”, Journal of
Materials Science, 44: 1923-1933, 2009.
7. Gozlan, E., Bamberger, M., “Heat flow and
solidification in a metal mould source”,
Zeitschrift für Metallkunde, 78(9): 677-682,
1987.
8. Şahin, H.M., Kocatepe, K., Kayıkcı R., Akar, N.,
“Determination of Unidirectional Heat Transfer
Coefficient during Unsteady State Solidification
at Metal Chill Interface”, Energy Conversion
and Management, 47:19-34, 2006.
9. Şahin, H.M., Kocatepe, K., Kayıkcı R., Akar, N.,
“The effect of surface roughness of chill on the
interfacial heat transfer coefficient in eutectic
Al-Si casting”, Journal of the Faculty of
Engineering and Architecture of Gazi
University, 21 (3): 473-481, 2006.
10. Akar, N, “Katılaşma sırasında döküm-kalıp
arayüzeyinde ısı transfer katsayısının
incelenmesi", Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 3-120, 2006.
11. Akar, N ve Yalçın, N., “Effect of silicon content
in Al-Si alloys on heat transfer coefficient at
casting-mold interface", Journal of the Faculty
of Engineering and Architecture of Gazi
University, 22 (3): 451-459, 2007.
12. Akar, N, Şahin H.M., Yalçın, N., Kocatepe K.,
“Experimental study on the effect of liquid metal
superheat and casting height on interfacial heat
transfer coefficient", Experimental Heat
Transfer, 21:83–98, 2008.
13. Griffiths, W.D., “Heat-Transfer Coefficient
during the Unidirectional Solidification of an Al-
Si Alloy Casting”, Metallurgical and Materials
Transactions B, 30: 473-482, 1999.
14. Hallam, C.P., Griffiths, W.D, Butler, N.D.,
“Interfacial heat transfer between a solidifying
aluminum alloy and a coated die steel”,
Materials Science Forums, 329-330: 467-472,
2000.
15. Wang, G.-X., Matthys, E.F., “Experimental
determination of the interfacial heat transfer
during cooling and solidification of molten metal
droplets impacting on a metallic substrate: effect
of roughness and superheat”, International
Journal of Heat and Mass Transfer, 45: 4967–
4981, 2002.
16. Lee, Z.H., Kim, T.G., Choi, Y.S., “The
Movement of the Concave Casting Surface
during Mushy-Type Solidification and Its Effect
on the Heat-Transfer Coefficient”, Metallurgical
and Materials Transactions B, 29: 1051-1056,
1998.
17. Kim, H-S., Cho, I-S., Shin, J-S.; Lee, S-M.,
Moon, B-M. “Solidification parameters
dependent on interfacial heat transfer coefficient
between aluminium casting and copper mould”,
ISIJ International, 45(2): 192-198, 2005.
18. Kayıkcı, R., “Metal-Mold Contact and Heat
Transfer during Casting Solidification”, PhD,
Manchester Materials Science Centre,
University of Manchester and UMIST,
Manchester, 77-181, 1999.
19. Holman, J.P., “Heat Transfer 8th Edition”,
McGraw-Hill, New York, 15-100, 1997

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com