超聲振動對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。在對液態(tài)金屬熔體除氣效果方面，得到了較多的研究。近年來，實現(xiàn)了超聲振動與半固態(tài)金屬成形技術(shù)的結(jié)合，因此，研究超聲振動對半固態(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氫技術(shù)直接檢測含氫量的變化，研究了超聲振動對液態(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題。
　　 研究了超聲振動前熔體或漿料溫度和初始含氫量對超聲除氣效果的影響。結(jié)果表明超聲振動在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，僅用氬氣除氣，氬氣除氣結(jié)合超

3、聲振動這三種試驗條件下的除氣率依次升高。
　　 研究了超聲振動時間對液態(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。超聲振動功率1.2 kW，時間0~120 s條件下，對于A356合金，液態(tài)650 ℃和半固態(tài)613 ℃起振時，熔體或漿料的含氫量均隨超聲振動時間的延長而下降。液態(tài)振動時最佳超聲振動時間為120 s，超聲除氣率為47.4％；半固態(tài)振動時最佳超聲振動時間為60 s，超聲除氣率

4、為21.6％。對于Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re合金，液態(tài)710 ℃和半固態(tài)680 ℃起振時，熔體或漿料的含氫量先隨時間的延長而降低，后隨時間的進一步延長而有所回升。液態(tài)下超聲振動時，高硅鋁合金Al-20Si-2Cu-1Ni-0.6Re較亞共晶鋁硅合金A356除氣用時短；半固態(tài)區(qū)間相同超聲振動時間下，前者較后者除氣效果好。
　　 研究了超聲振動功率對液態(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。超聲振動時間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，熔體或漿料的含氫量先隨功率的增強而下降，后隨功率的進一步增強而略有回升。液態(tài)和半固態(tài)超聲除氣效果相當，最高除氣率均達37％。
　　 探討了超聲除氣機理，指出超聲振動的除氣效果是超聲空化效應和聲流效應共同作用的結(jié)果。對于半固態(tài)鋁合金漿料，超聲聲流效應能改善熔體流動性，增大超聲空化效應作用的范圍，從而改善除氣效果。超聲在高硅鋁