鋁合金熔體超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復(fù)合除氣技術(shù)研究.pdf

1、鋁合金作為一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料，以其眾多優(yōu)良的性能，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。特別是其較高的比強(qiáng)度，令其在航空航天方面有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。從用量來(lái)看，鋁合金的使用量也位居世界前列。但鋁合金在熔鑄時(shí)存在易吸氣的問題，極易導(dǎo)致鋁合金鑄件出現(xiàn)氣孔和縮松等缺陷。隨著對(duì)鋁合金熔體純凈度要求的不斷提高，單一除氣技術(shù)已難滿足需求，需要研制更高效和處理能力更強(qiáng)的復(fù)合除氣新技術(shù)。因此，本文將旋轉(zhuǎn)吹氣除氣和超聲波除氣相結(jié)合，研究復(fù)合除氣方法用于鋁合金熔體高

2、效除氣的可行性。
　　首先，本文從原理上分別對(duì)鋁合金熔體吸氣、超聲波除氣和旋轉(zhuǎn)吹氣除氣的動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，把超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復(fù)合除氣的動(dòng)力學(xué)過程歸結(jié)為超聲波空化的空化泡崩潰對(duì)旋轉(zhuǎn)吹氣除氣過程中的氫原子擴(kuò)散傳質(zhì)增強(qiáng)作用和凈化氣體氣泡破碎作用，以及旋轉(zhuǎn)吹氣產(chǎn)生的凈化氣體氣泡對(duì)上浮空化泡的攜載保護(hù)作用，從理論上得出復(fù)合除氣方法的除氣效率優(yōu)于單一除氣方法的結(jié)論。
　　基于上述結(jié)論，本文自行研制了超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣除氣設(shè)

3、備，并采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，分別進(jìn)行了超聲波除氣、旋轉(zhuǎn)吹氣除氣和復(fù)合除氣實(shí)驗(yàn),采用RPT方法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)熔體含氣量。得出了每種除氣方法處理（6.3kg）熔體時(shí)的最優(yōu)參數(shù)組合，深入分析了每種除氣方法的工藝參數(shù)對(duì)除氣效果的影響。超聲波除氣實(shí)驗(yàn)證明，隨著超聲功率增大和作用時(shí)間加長(zhǎng)，除氣效果逐步提高，但隨著靜止時(shí)間增加，除氣效果逐漸降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：超聲波功率值為1800 W，作用時(shí)間15 min和靜止時(shí)間3 min；旋轉(zhuǎn)吹氣除氣實(shí)驗(yàn)證明，隨著

4、噴頭轉(zhuǎn)速和吹氣流量增大，除氣效果逐步提升，隨著作用時(shí)間增加，除氣效果先增加而后降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：噴頭轉(zhuǎn)速410 r/min，吹氣流量6 L/min和作用時(shí)間10 min；復(fù)合除氣實(shí)驗(yàn)證明，隨著超聲功率、吹氣流量和作用時(shí)間的增大，除氣效果逐步提升；隨著噴頭轉(zhuǎn)速的增大，除氣效果逐漸降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：超聲功率1800 W，吹氣流量6 L/min，噴頭轉(zhuǎn)速190 r/min和作用時(shí)間為10 min。
　　最后，本文比較了三類除氣實(shí)