锌合金泡沫陶瓷离心过滤初步的研究

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1、PreliminarystudyonfoamceramiccentrifugalfiltrationforZincalloyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialProcessEngineeringbyYinZhidongUndertheSupervisionofAssociateProf.DaiBinyuSchoolofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2012摘要锌合金常用来制造

2、成形复杂钣金零件的落锤模。论文工作旨在为某航空企业提供新型的绿色无污染合金净化技术以去除锌合金中的夹杂物。为满足企业提出的连续大流量、高洁净度要求，在常规泡沫陶瓷过滤净化技术的基础上提出了一种新型的可使锌合金熔体通过高密度、大厚度泡沫陶瓷过滤介质的离心过滤净化方法。论文工作首先从流体力学方面分析了离心力场下金属熔体流动特点及其对泡沫陶瓷过滤工艺的影响，并对泡沫陶瓷过滤净化概率与泡沫陶瓷过滤器结构之间的相关关系进行了分析。研究共进行了三次试验，设计制作了三种离心过滤装置。试验一发现离心过滤装置的核心部件—离心转子的预热温度不够导致过滤后的锌合金组织出现缩孔，并且锌合金熔体无法连

3、续通过泡沫陶瓷过滤器而凝固在流道内。试验二在试验一的基础上对离心过滤装置进行了重新设计，并专门设计制造了保温炉对离心转子进行预热，顺利解决了缩孔问题，并对转速与过滤流量之间的相关关系进行了测试。试验三设计了可供生产用离心过滤装置，所用过滤器总厚度达60mm，过滤器最小孔径为40ppi，过滤流量达到200kg/min，完全满足企业对过滤流量的要求。对锌合金离心过滤净化与未净化试样进行了力学性能测试及微观组织分析。测试及分析结果表明：锌合金经泡沫陶瓷离心过滤净化后，力学性能有明显改善，抗拉强度提高了12.26%，断后延伸率提高了30.37%；断裂模式由解理断裂趋于准解理断裂；夹杂

4、物颗粒显著减少，尺寸小于10μm。关键词：锌合金，绿色无污染，净化技术，离心力场，泡沫陶瓷过滤IAbstractZincalloyisoftenusedtomanufacturedrophammerdiewhichformingcomplexsheetmetalparts.Thispaperaimstoseeknewtypeofpollution-freealloypurificationtechnologytoremoveinclusionsofzincalloyforsomeairenterprise.Tomeettherequirementsofenterpriseof

5、continuous,bigflowandhighcleanliness,thispaperproposedanewtypeofcentrifugalfiltrationpurificationmethodsonthebasisofconventionalfoamceramicfiltrationpurificationtechnology.Themeltflowcharacteristicsandtheeffectofprocessoffoamceramicfiltrationinthecentrifugalforcefromthefluidmechanicswerefir

6、stanalyzed,aswellastherelationshipbetweenthepurificationprobabilityoffoamceramicfiltrationandthestructureoffilter.Threekindsofcentrifugalfilterdevicesweredesignedandmanufacturedinthisstudy.DuringthetestⅠthetemperatureofthecentrifugalrotor,thecorecomponentofthecentrifugalfilterdevice,wasnote

7、nough,whichleadtotheformationofcratersinthefilteredzincalloy.Andzincalloymeltcouldnotgetthroughceramicfiltercontinuouslyandweresolidifiedintheflowchannels.OnthebaseoftestⅠ,thecentrifugalfilterdevicewasredesignedintestⅡ,andespecially,aholdingfurnacewasdes