高能超声波在铸造生产中应用原理优势.pdfVIP

3结束语 按照上述工艺我厂为内蒙古大干矿业公司①2．7x4．5m．球磨机生产了一磨衬板，该球磨机日处理原矿 2000吨，生产稳定，厂家在使用了8个月后打开球磨机检查并无缺陷，于是又继续使用了3个月，赢得厂 家的好评与信任。 高能超声波在铸造生产中的应用原理与优势 李军文1·2一，周岐2，常国威2，桃野正3 (1．江南大学机械工程学院材料成型与力学系，江苏无锡214122 2．辽宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁锦州 121001 3．国立室兰工业大学材料物性工学科，日本北海道室兰050．8585) 摘要：物理场细化法由于符合环保的要求，而且被处理的金属铸件或铸锭可以循环利用，因而近年 来该技术在世界范围内得到了普遍的关注．超声波熔体处理技术属于物理场细晶技术之一，近年来，随着 超声波技术的不断发展，超声波在金属凝固方面得到了广泛的应用。在铸造金属凝固过程中引入超声波振 动，使凝固铸锭晶粒细化，组织均匀，去除气孔，铸件的宏观及微观偏析均得到改善。本文在前期研究基 础上，介绍超声波对各种金属铸造熔体的处理效果，并分析了影响这一效果的原因。 关键词t超声波；金属熔体；凝固铸造；组织；力学性能 1前言 金属超声凝固技术是在金属凝固过程中或在金属凝固前通过对金属熔体施加高强度超声来控制金属 凝固组织和性能的方法。该技术具有设备简单、成本低廉、操作方便、无污染、细晶效果明显可靠以及材 料的再循环性能好等优点，目前受到了世界各国的广泛关注与高度重视。虽然其作用机理和规律尚不完全 清楚，但是已有的研究结果表明，该技术具有十分广阔的应用前景。 利用超声波振动处理金属熔体可以实现晶粒的细化、气体的去除、偏析的减小等作用，与此同时，人 们也相继对超声波的细化机理进行了各种各样的探讨，但没有得出一致的见解。关于超声波的细晶作用， 总结前人们的工作，有如下几个方面：(1)空化现象引起的空冷；(2)振荡器的冷却和搅拌；(3)坩埚壁 的冷却；(4)脉冲超声的时间延迟。事实上，这种超声波的细晶作用，是根据克劳修斯．克拉柏龙方程 Equation)某一强度的超声波引起的压力冲击波作用，导致了液相转变为固相。 (Clausious．Clapyron 2超声波对轻金属的作用 对铸锭的等轴晶占有率作如下定义：在铸锭的宏观组织中，等轴晶所占的面积与整个铸锭断面面积之 比。那么，超声波功率与铸锭的等轴晶占有率之间的关系如图1所示。 ·37· 封I荔蚕 i2：缫。 醚醚酲 默猷 l 目2超声波n率目AI0％Mn台盒徽mm‰的影响 fal0W,(b)30w㈦75W,(d)I20W,0)150W 3超声波对铸铁的作用 在利用超声波改善村料组织A面，以往人们关注较多的是低熔点的轻金属．如Pb-Sn台台、镁、 铝和高熔点的钢种，取得，较多的研究成果，然咖，由于铸铁熔点高、结晶过程复杂以及存在许多中 问处理过程，对其应用超声波就最得有诸多小便之处，有关超声波刘灰铸铁影响的研究更是稀少。 进行了3min的超声处理，结果显示铸铁中的石墨被破碎、分断，呈直线型生长，碳浓度分布均匀； F 600W的超声波，结果显示未施加超声波的铸铁中，石墨形态为带有尖角的、耗1而直的典型C型石墨， 超声处理后变成丁璺H粒状石器：查阅前苏联的肯关文献，只是对球墨铸铁和叮锻铸铁作出些描述性 G 的报道，没有发现洋实而具体的数据。R Garlick等人曾报道过振动对灰铸铁梵晶胞团非但没有细 化效果，反而粗化，并分析认为晶粒的细化程度与该会属(或台金)的凝固收缩肯戈。 咀超卢波处理时问60s羊¨120s为例，图3展示出驮l，铸铁熔体中球形石墨形态。很显然，即使小 加球化兀素，在超卢场中也能生成比较细小的石墨球，从有地球形石躞与熔体cI，大的片状石墨粘菪情 I兕来看，球形石墨首先是在灰铁熔体中生成的+如果石墨析H怀允分，则毂吲时生成不致密的