铝合金净化除气工艺的研究

《铝合金净化除气工艺的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2009年上海大学硕士学位论文摘要铝及其合金具有密度小，比强度高，塑性好等优点，随着国民经济的持续发展，其需求量越来越大。但是铝及其合金在熔炼浇铸过程中极易形成气体和夹杂物，造成了铸件中的缺陷，降低了材料的使用性能。因此，研究铝及其合金中气体和夹杂物的行为，弄清气体和夹杂物的产生机理，降低熔体中的含气量和非金属夹杂物含量，对提高铝合金材料的性能是非常重要的。铝及其合金在熔炼时存在一个动态平衡过程，即吸氢过程和析氢过程的平衡。本文研究了铝及其合金在熔炼过程中影响吸氢现象和析氢现象的众多因素，并对其机理进行了探讨。文中运用减压凝固法研究了

2、熔体的浇铸温度，熔炼保温时间和浇铸环境的湿度对纯铝及A356吸氢及析氢现象的影响。研究发现，在一定的熔炼温度和环境湿度下，铝及其合金熔体存在一个最大氢含量，即饱和氢含量：随着浇铸温度的升高和保温时间的延长，熔体中的氢含量会相应的增高，直到达到此熔炼条件下的最大氢含量；当环境湿度增加时，熔体的氢含量也会增加到此时熔体的最大氢含量。此外，本文结合实验计算出了达到熔点后铝合金熔体表面氧化膜的厚度为216Pm，氢在高温氧化膜中的扩散系数为D=3．1x10。12m2／s：还通过实验计算得出了不同环境湿度下熔炼过程中熔体表面大气中的实际氢分压和不

3、同环境湿度下跟水分压有关的氢分压即理论氢分压，以及实际氢分压其占理论氢分压的量即溶氢百分比，其值约为1．0x10‘10，解决了在生产实验中，因为氢分压难以测得，不能直接得出熔体氢含量的问题。本文采用自行设计的金属熔体旋转搅拌装置，运用减压凝固法，研究了旋转搅拌喷吹法对净化铝合金A356熔体的作用，并研究制定了合理的旋转搅拌喷吹净化工艺。本文主要研究了净化气体氮气的纯度，搅拌喷吹除气的静置时间和气体流量对A356氢含量的影响，并结合模拟研究了旋转搅拌速度对A356氢含量的影响，此外还模拟了气泡大小对A356氢含量的影响。通过实验研究发现

4、，氮气的露点越低即纯度越大，熔体中的氢含量越低，净化效果越好；当吹气时间为6min，静置时间也为6min，气体流量为0．48m3／h，搅拌转速为2009年上海大学硕士学位论文180r／rain时，合金熔体的氢含量最低。本文结合实验计算得到气泡在铝合金熔体内的上浮速度为V-0．045cm／s。通过模拟结果研究发现，旋转搅拌速度越高，熔体的氢含量越低。此外，通过模拟可得净化气泡的大小也影响旋转净化效果，小气泡比大气泡能更好的净化作用，但在实验中气泡太小上浮速度较慢，在试样凝固时易留在其内部形成气孔，影响试样的质量。关键词：A356铝合金氢

5、含量吸氢净化旋转除气Ⅱ2009年上海大学硕士学位论文AbstractWiththeadvancementofsocietyanddevelopmentofmanufacture，thesustainabledevelopmentmaterialispaidmoreattention．Purealuminiumandaluminiumalloys，oneofthesustainabledevelopmentmaterails，havemanyadvantages，suchaslowerdensity,higherstrengthtoma

6、ssratio(ab／p)，betterplastility,easilyrecycleandabundantreserves．Thedemandonthealuminumcastingalloyisincreaseedmoreandmoreaccordingtothecontinuislydevelopmentofnationaleconomy．However,aluminumanditsalloysinthemeltingprocesscouldformgasesandinclusionsextremely,resultingca

7、stingdefectsandreducingtheperformanceofmaterials．Therefore，studyingthebehaviorofgasandinclusionsinaluminumanditsalloys，clarifyingthemechanismofgasandinclusionsandreducingthecontentofgasandnon-metallicinclusionsareveryimportanttoimprovetheperformanceofaluminumalloy．There

8、isadynamicequilibriuminthemeltingprocessofaluminumanditsalloys，whichisthebalanceofhydrogenabsorptionprocessand