论文部分内容阅读
本论文选取过共晶铝硅合金Al-20wt%Si作为实验材料,以过共晶铝硅合金冷却凝固过程中析出的初生硅颗粒来模拟金属熔体中的非金属夹杂物,研究了下行波磁场电流参数、频率参数以及作用时间参数对非金属夹杂物颗粒运动行为及分布规律的影响。提出金属熔体行波磁场电磁净化新技术并对净化机理进行了探讨。研究发现:(1)下行波磁场由于其自身的不均匀性,会导致铝硅合金熔体径向上的电磁力分布不均,从而在合金熔体内部引起压力差,这种压力差会引发熔体中产生强制搅拌对流。这种强制搅拌对流对初生硅颗粒的运动行为及分布规律产生了重要的影响。(2)下行波磁场在铝硅合金熔体中引起有旋的强制流动。边部熔体的流动方向向下,中部熔体的流动方向向上。向上的熔体流动带动初生硅颗粒往试样的顶部运动,被捕捉并不断聚集。(3)下行波磁场的电流增加,铝硅合金熔体在径向上的电磁力线性增大,因此电磁力的不均匀度增大,熔体的搅拌对流增强。(4)下行波磁场的频率增加,电磁力的渗透深度减小,因而磁场的不均匀度增大,合金熔体的强制对流增强。(5)初生硅颗粒随铝硅合金熔体的迁移聚集运动需要充足的时间来保证。研究表明:(1)利用下行波磁场产生的强制搅拌对流可以有效地去除金属熔体中的非金属夹杂物颗粒。(2)增大下行波磁场的电流可以显著增强金属熔体的强制对流,提高夹杂物颗粒的净化效率。但随电流的增大,净化效率增加的趋势逐渐下降。(3)增大下行波磁场的频率同样有利于增强金属熔体的搅拌对流,提高夹杂物颗粒的净化效率。但是当施加的磁场电流过大时,增大频率会引起净化效率的下降。(4)在保证磁场强度的条件下,增大下行波磁场作用时间有利于夹杂物颗粒进行充分的迁移运动,净化效率提高。