功率超聲對流動A356熔體半固態(tài)組織的影響研究.pdf

1、A356合金具有優(yōu)良的半固態(tài)成形性能，是半固態(tài)加工技術商業(yè)生產中應用廣泛的合金。半固態(tài)成形技術的基礎和關鍵是半固態(tài)漿料的制備，而采用功率超聲制備半固態(tài)漿料則是21世紀的一種環(huán)保的材料成形工藝。不少國內外研究者對功率超聲細化晶粒基礎理論及應用工藝進行了深入和廣泛地研究和實驗，即采用功率超聲來處理定量靜止的合金熔體。但這些研究成果大部分被局限在實驗室，不能滿足工業(yè)化生產需求。本文立足于工業(yè)化需求和課題組的研究成果，采用功率超聲處理流動的A3

2、56熔體，來獲得半固態(tài)漿料，突破使用量上的局限。
　　針對功率超聲制備鋁合金半固態(tài)漿料工藝，大多數研究者把固定量靜止的合金熔體作為研究對象，并在研究過程中主要選取了功率超聲大小、施振溫度等工藝因素。本文在課題組前期工作基礎上做了更深入的研究，即把流動的A356合金熔體作為本實驗研究對象，使用一種新的功率超聲實驗裝置和實驗方案來制備流動的金屬熔體，獲得A356半固態(tài)漿料。實驗研究中選取了三個主要工藝因素：超聲功率大小、鋁液施振溫度、

3、處理區(qū)域的距離（工具頭到熔體流道底部距離），然后對上述三個主要因素選取不同的工藝參數進行實驗方案設計，并對功率大小與施振溫度相互作用進行了正交優(yōu)化設計，根據實驗結果確定了最佳的工藝參數組合。為了研究冷卻速度對半固態(tài)漿料組織的影響，本文還比較了漿料空冷和水冷兩種不同的冷卻方式對合金組織的影響。最后，將本文實驗中獲得的最佳A356合金微觀組織與前期實驗（功率超聲處理靜止的A356合金熔體條件）獲得的最佳A356合金微觀組織進行了對比分析。<

4、br>　　從上述實驗結果分析可知，功率超聲加載范圍是800W到1000W，隨著超聲功率增加，A356合金組織細化效果越明顯,但當功率超聲功率上升到1500W時，組織細化效果反而下降；本文實驗選取了四組施振溫度數據（645℃、630℃、615℃、600℃），而A356合金初生α-AL相形貌最佳的施振溫度是615℃；還選取了四組處理區(qū)域距離數據（7mm、9mm、12mm、15mm)，隨著處理區(qū)域距離的增大，A356合金組織越粗大和偏析越嚴重