功率超聲雙振動頭對A356鋁合金半固態(tài)組織的影響研究.pdf

1、半固態(tài)成形技術(shù)自提出以來，以其節(jié)能、近凈成形等優(yōu)點(diǎn)引起國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注與研究，都認(rèn)為這一技術(shù)具有很大發(fā)展?jié)撃埽騻鹘y(tǒng)制漿工藝成本高，生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，限制了其流變成形技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。利用功率超聲處理技術(shù)制備半固態(tài)漿料能大大降低成本，提高生產(chǎn)效率，能獲得晶粒細(xì)小、均勻且球化的半固態(tài)漿料組織用于流變成形。目前功率超聲的細(xì)晶機(jī)理尚不完全清楚，在半固態(tài)領(lǐng)域的應(yīng)用也較少，有待研究開發(fā)。
　　本課題在課題組前期研究的基礎(chǔ)上，在短斜流道上加

2、載功率超聲雙振動頭處理流動中的A356鋁合金熔體，制備優(yōu)良的半固態(tài)漿料用于流變模鍛。根據(jù)這一思路，設(shè)計(jì)了一套交錯(cuò)式功率超聲雙振動頭實(shí)驗(yàn)處理裝置，分別在斜流道底部焊接兩個(gè)振動頭，振動頭分別與1500W和1000W功率發(fā)生系統(tǒng)連接，流道傾斜角度可調(diào)。同時(shí)也參與設(shè)計(jì)課題組同步進(jìn)行的對向式實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)分別研究了不同澆注溫度（600℃、620℃、640℃）、不同流道傾斜角度（35°、40°、45°）以及振動頭不同擺放位置關(guān)系對半固態(tài)漿料微觀組織

3、的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在流道為40°、澆注溫度為620℃、交錯(cuò)式功率超聲雙振動頭實(shí)驗(yàn)裝置的處理效果最好，其平均晶粒尺寸只有33.7μm，形狀因子可達(dá)0.78，且組織均勻。在實(shí)驗(yàn)后期，把半固態(tài)制漿與流變模鍛相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)功率超聲制備的半固態(tài)漿料試樣比未超聲處理的試樣力學(xué)性能更好，通過流變模鍛的金相組織分析對比，發(fā)現(xiàn)半固態(tài)模鍛后的組織更為細(xì)小、球化。
　　本課題利用功率超聲與斜板冷卻法相結(jié)合，功率超聲的熱效應(yīng)及機(jī)械效應(yīng)能有效提高形