功率超聲對(duì)流動(dòng)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(shù)商業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的合金。半固態(tài)成形技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)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(jì)的一種環(huán)保的材料成形工藝。不少國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)功率超聲細(xì)化晶?；A(chǔ)理論及應(yīng)用工藝進(jìn)行了深入和廣泛地研究和實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)室，不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)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(dòng)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(duì)功率超聲制備鋁合金半固態(tài)漿料工藝，大多數(shù)研究者把固定量靜止的合金熔體作為研究對(duì)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(chǔ)上做了更深入的研究，即把流動(dòng)的A356合金熔體作為本實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，使用一種新的功率超聲實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方案來制備流動(dòng)的金屬熔體，獲得A356半固態(tài)漿料。實(shí)驗(yàn)研究中選取了三個(gè)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(duì)上述三個(gè)主要因素選取不同的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，并對(duì)功率大小與施振溫度相互作用進(jìn)行了正交優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了最佳的工藝參數(shù)組合。為了研究冷卻速度對(duì)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(duì)合金組織的影響。最后，將本文實(shí)驗(yàn)中獲得的最佳A356合金微觀組織與前期實(shí)驗(yàn)（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(jìn)行了對(duì)比分析。<

4、br>　　從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xì)化效果越明顯,但當(dāng)功率超聲功率上升到1500W時(shí)，組織細(xì)化效果反而下降；本文實(shí)驗(yàn)選取了四組施振溫度數(shù)據(jù)（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(shù)據(jù)（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(yán)重