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题名热顶设计对高纯钆铸造靶材缺陷影响的数值模拟研究
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作者
张永健
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机构
福建省金龙稀土股份有限公司
福建省稀土功能材料企业工程技术研究中心
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出处
《精密成形工程》
北大核心
2025年第2期167-175,共9页
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文摘
目的研究热顶设计对凝固过程中高纯稀土钆(Gd)铸造靶材温度分布及铸造缺陷分布的影响,通过优化热顶结构增强液体凝固时的补缩能力,降低高纯稀土Gd铸造靶材出现内部缺陷的概率。方法以铸锭尺寸137 mm×126 mm×190 mm的高纯稀土Gd铸造靶材为研究对象,利用有限元软件Procast对高纯Gd铸锭真空模铸过程进行数值模拟,研究热顶直段高度及热顶材质对Gd铸锭凝固时温度与缺陷分布的影响。结果数值模拟结果表明,热顶结构能够对熔体上层起到保温效果,改变了熔体整体的温度分布情况,强化了熔体自下而上的凝固行为,使缺陷位置上移,缺陷体积减小。当使用氧化镁作为热顶材料时,最佳热顶高度为60 mm,此时Gd铸锭中的缺陷体积最小,为9.4 cm^(3);当使用莫来石作为热顶材料时,最佳热顶高度为50 mm,此时Gd铸锭中的缩孔体积最小,为9.1 cm^(3)。结论热顶结构对高纯稀土Gd铸造靶材的凝固过程产生了显著的影响,延缓了铸模内上层熔体的凝固,因此增强了液相补缩能力,使铸造缺陷位置上升、体积减小。不同的热顶材质保温效果存在差异,相比于氧化镁,莫来石热顶的保温效果更好。
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关键词
高纯稀土
钆
铸造缺陷
热顶设计
数值模拟
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Keywords
high purity rare earth
gadolinium
casting defects
hot top design
numerical simulation
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分类号
TG249.5
[机械工程—精密仪器及机械]
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