铝合金熔体超声净化技术研究

摘要

熔体纯净度对金属材料的加工性能及制品强度、塑性、抗蚀性和外观品质都有显著影响，如何获得高纯净度的金属熔体一直是冶金领域研究的热点和难点。熔体净化是基于物理化学原理和相应的工艺措施，除掉液态金属中的气体、夹杂物和有害元素。本研究将功率超声技术引入到熔体净化过程中，探索超声处理对熔体中非金属夹杂物迁移行为影响规律。
　　本研究以Al-20（wt）％Si合金为实验材料,以过共晶铝硅合金处于固液两相区时析出的初晶硅相为模拟夹杂物，研究超声功率大小、超声处理时间、超声工具头插入熔体深度以及合金熔体温度等工艺参数对熔体中非金属夹杂物的分布影响规律，得出以下结论：
　　（1）在恒温下及一定温度区间（700-630℃）内施加功率超声处理，合金熔体中初晶硅相都向边部偏聚。
　　（2）超声波工具头插入熔体深度逐渐增大时，净化效果有所提高，但不是很明显。
　　（3）在630℃恒温施加功率超声处理，相同超声处理时间下，随着施加超声功率的提高，初晶硅相向边部偏聚的趋势显著增强；同等功率的超声处理条件下，初晶硅相在边部偏聚程度随着导入超声时间的增加而增强。
　　（4）在同等超声功率、时间及探头插入深度条件下，在700-630℃温度区间内施加超声处理，初晶硅相向边部偏聚的程度较在630℃恒温超声处理时更为显著。

目录

铝合金熔体超声净化技术研究

RESEARCH ON PURIFICATION OF ALUMINUM MELT BY ULTRASONIC TREATMENT

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 铝合金材料的应用

1.2 铝合金熔体净化工艺

1.2.1 吸附净化

1.2.2 非吸附净化

1.3 功率超声技术的发展

1.3.1 功率超声的发展

1.3.2 功率超声在金属制备中的应用

1.4 国内外研究现状

1.4.1 国外发展

1.4.2 国内发展

1.5 研究目的与意义

1.6 课题主要研究内容

第2章 实验装置与方法

2.1 实验材料

2.2 实验装置

1.超声系统

2.坩埚电阻炉

3.保温系统

4.石英坩埚

2.3 实验方法

2.4 实验基本参数的选择

1.加超声时熔体的温度

2.加超声的时间

3.工具头插入熔体的深度

4.熔体的量

2.5 实验方案

2.5.1 不同超声处理时间对净化效果的影响

2.5.2 不同功率对净化效果的影响

2.5.3 工具头插入熔体的深度对净化效果的影响

2.5.4 某温度区间内加不同功率超声对净化效果的影响

2.6 测量分析方法

2.6.1 宏观上分析方法

2.6.2 微观上分析方法

2.7 本章小结

第3章 超声下Al-20%Si合金熔体析出初晶硅分布的研究

3.1 不同超声处理时间对净化效果的影响

3.1.1 300W功率作用下不同超声处理时间对初晶硅分布的影响

3.1.2 450W功率作用下不同超声处理时间对初晶硅分布的影响

3.1.3 600W功率作用下不同超声处理时间对初晶硅分布的影响

3.2 不同功率对净化效果的影响

3.2.1 不同功率超声处理30s对净化效果的影响

3.2.2 不同功率超声处理90s对净化效果的影响

3.2.3 不同功率超声处理150s对净化效果的影响

3.3 工具头插入熔体深度对净化效果的影响

3.4 在温度区间内加超声

3.5 功率超声净化的机理

3.5.1 声辐射力

3.5.2 声辐射力对初晶硅颗粒的作用

3.5.3 初晶硅颗粒的碰撞

3.6 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢