超聲振動(dòng)對(duì)鋁合金熔液和半固態(tài)漿料的除氫效果研究.pdf

1、超聲振動(dòng)作為一種綠色環(huán)保的熔體處理方式，得到了廣泛的關(guān)注。在對(duì)液態(tài)金屬熔體除氣效果方面，得到了較多的研究。近年來(lái)，實(shí)現(xiàn)了超聲振動(dòng)與半固態(tài)金屬成形技術(shù)的結(jié)合，因此，研究超聲振動(dòng)對(duì)半固態(tài)金屬漿料的除氣作用具有非常重要的意義。
　　 本文利用鋁合金熔體快速定量測(cè)氫技術(shù)直接檢測(cè)含氫量的變化，研究了超聲振動(dòng)對(duì)液態(tài)和半固態(tài)亞共晶鋁硅合金A356和新型高硅鋁合金材料SPR合金Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re熔體或漿料含氫量的影響。同

2、時(shí)也利用減壓凝固法，從試樣的密度和氣縮孔率變化研究了這一問(wèn)題。
　　 研究了超聲振動(dòng)前熔體或漿料溫度和初始含氫量對(duì)超聲除氣效果的影響。結(jié)果表明超聲振動(dòng)在A356合金和Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金的半固態(tài)溫度區(qū)間均具有明顯的除氣作用。A356合金的超聲除氣率隨初始含氫量的降低而下降，Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金的超聲除氣率受初始含氫量的影響不大。兩合金在僅用超聲振動(dòng)，僅用氬氣除氣，氬氣除氣結(jié)合超

3、聲振動(dòng)這三種試驗(yàn)條件下的除氣率依次升高。
　　 研究了超聲振動(dòng)時(shí)間對(duì)液態(tài)和半固態(tài)A356、Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金熔體或漿料含氫量的影響。超聲振動(dòng)功率1.2 kW，時(shí)間0~120 s條件下，對(duì)于A356合金，液態(tài)650 ℃和半固態(tài)613 ℃起振時(shí)，熔體或漿料的含氫量均隨超聲振動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。液態(tài)振動(dòng)時(shí)最佳超聲振動(dòng)時(shí)間為120 s，超聲除氣率為47.4％；半固態(tài)振動(dòng)時(shí)最佳超聲振動(dòng)時(shí)間為60 s，超聲除氣率

4、為21.6％。對(duì)于Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金，液態(tài)710 ℃和半固態(tài)680 ℃起振時(shí)，熔體或漿料的含氫量先隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，后隨時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)而有所回升。液態(tài)下超聲振動(dòng)時(shí)，高硅鋁合金Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re較亞共晶鋁硅合金A356除氣用時(shí)短；半固態(tài)區(qū)間相同超聲振動(dòng)時(shí)間下，前者較后者除氣效果好。
　　 研究了超聲振動(dòng)功率對(duì)液態(tài)和半固態(tài)Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金熔體或漿料

5、含氫量的影響。超聲振動(dòng)時(shí)間90 s，功率0~1600 W條件下，液態(tài)溫度710 ℃和半固態(tài)680 ℃起振時(shí)，熔體或漿料的含氫量先隨功率的增強(qiáng)而下降，后隨功率的進(jìn)一步增強(qiáng)而略有回升。液態(tài)和半固態(tài)超聲除氣效果相當(dāng)，最高除氣率均達(dá)37％。
　　 探討了超聲除氣機(jī)理，指出超聲振動(dòng)的除氣效果是超聲空化效應(yīng)和聲流效應(yīng)共同作用的結(jié)果。對(duì)于半固態(tài)鋁合金漿料，超聲聲流效應(yīng)能改善熔體流動(dòng)性，增大超聲空化效應(yīng)作用的范圍，從而改善除氣效果。超聲在高硅鋁