振動冷卻通道對合金凝固組織的影響研究.pdf

1、半固態(tài)鑄造可在較低的加工溫度下一次性成形形狀復(fù)雜且性能、精度要求高的零件，具有突出的技術(shù)先進(jìn)性和顯著的成本優(yōu)勢。冷卻斜板鑄造法是實現(xiàn)半固態(tài)鑄造成形的一種簡便而有效的方法，可以以較低的成本生產(chǎn)具有細(xì)小球晶組織的鑄件。另一方面，在凝固過程中對金屬熔體施加振動可以有效細(xì)化凝固組織，進(jìn)一步改善鑄件性能。 將上述兩種技術(shù)思路加以整合，建立了激冷振動實驗裝置，在金屬液流經(jīng)具有激冷作用的導(dǎo)流斜管進(jìn)入鑄型的同時，可對導(dǎo)流管施加可調(diào)頻率和強度的機

2、械振動，以期進(jìn)一步改善半固態(tài)漿料品質(zhì)，獲得具有更好組織的鑄件。 利用上述實驗裝置，以Sn-15wt.﹪Pb合金及A1-5wt.﹪Cu合金為研究對象，通過對比常規(guī)鑄造、激冷處理和激冷振動處理得到的凝固組織的差別，研究了激冷以及振動對凝固組織的影響規(guī)律，結(jié)果表明流管激冷處理可以有效細(xì)化晶粒組織，而流管激冷結(jié)合振動處理則可以進(jìn)一步細(xì)化晶粒，實現(xiàn)更佳的球化效果。通過控制不同的澆注溫度、冷卻條件，對合金凝固組織的特征尺度進(jìn)行了分析研究，發(fā)

3、現(xiàn)降低澆注溫度可以增加激冷晶核數(shù)量，有效細(xì)化晶粒組織；較高的鑄型溫度有利于減小熔體內(nèi)的溫度梯度，促進(jìn)晶粒球化，但容易導(dǎo)致激冷晶核重熔，使凝固組織晶粒相對粗大；與砂型相比，金屬型中獲得的凝固組織細(xì)小，但球化效果相對要差。 在Sn-15wt.﹪Pb合金的流管激冷振動處理過程中，振動強度對鑄件凝固組織有明顯影響，增加振動強度可得到更好的晶粒細(xì)化和球化效果，但當(dāng)強度達(dá)到一定程度后，進(jìn)一步增強振動，對晶粒的細(xì)化球化效果的增加不再明顯。