铸造铝合金用喷射熔剂装置的研制onkj822f.doc

铸造铝合金用喷射熔剂装置的研制 ● ～ Ig —— 实用研究种铸造及有色合金1996年第5 铸造铝合金用喷射熔剂装置的研制 哈尔滨业大学圭墨:曼物陈玉勇李培杰丁=2?. A摘要研制了一台喷射熔剂装置.试验结果表明:浚装置能实现铸造铝台金的熔体处理运用该装置对A357台金进行 精炼,变质后,台金的抗拉强度和延伸率分别提高19和118.同传统方法相比,喷射熔剂法的处理效果更佳. 关键词:塑壅盒金嚏盟壁壶!L墨置-{L,j,金 DevelopmentoftheFluxInjectionEquipmentUsedinAIAlloyCasting LiPeiyongJiaJanChenYuyongLiPeijie (HarbinInstituteofTechnology) ABSTRACTAfluxinjectionequipmenthasbeendeveloped.Theexperimentalresultsshowthatthis wquipmentcanrealizathemelttreatmentofA1alloy.Haringpurificatedandmodificatedtobythise— quipment,theultimatestrengthandelongationofA357alloyincreaseby19and118respectively.By comparisonwiththeconventionalmethod,thefluxinjectionprocessissuperiorintheefficiencyofmelt treatment. KeyWords:A1AlloysCasting,FluxInjection,Equipment 80年代初,喷射熔剂法(FluxInjectionProcess,简 称Fl法)在日本,英国出现,随后被传到欧洲其它国家 和美国f90年代初,该法被引入中国.FI法属于喷射冶 金(InjectionMetallurgy)范畴,与炼钢中的喷粉冶金 (PowderInjectionMetallurgy)类似.它是借助惰性气 体(如Ar,N等)作载体,将熔剂以粉末状喷入熔体来 实现铝合金的熔体处理的.村中惠一运用FI法对 ADC12合金(A1一Si—Cu系)进行处理,合金的抗拉强度 提高了19;英国的Hepworth化学原料公司采用 FI法对LM13合金(A1一Si—Cu系)精炼5min后,熔体中 的氢含量由0.35mL/lOOg降至0.08mL/100g;美国 Asland化学药品公司将Fl法用于319合金(AI—Si— Cu—Mg系),使合金的流动性提高lo;我国东北轻合 金加工厂将Fl法用于变形铝合金,精炼效果令人满 意.FI法能稳定地获得高质量的熔体,故被称为9o年 代铝合金熔体处理新技术0]. FI法要成功地用于铸造铝合金的熔体处理,应具 备两个前提:有能用于小型炉的喷射熔剂装置和具有精 炼,变质和细化功能的熔剂.本文介绍在装置研制方面 所取得的进展. 2装置设计 为了能可控并成功地将熔剂喷入熔体中,对装置确 定以下要求: }李沛勇哈尔滨.(150001)收稿日期:1996—04一l8 (1)能定量给出熔剂并连续可调; (2)气体与熔剂能实现有效,均匀的混合; (3)在较低正压下能正常工作. 另外,为保证较好的气体质量,装置应具有干燥气 体功能. I.1工作原理 图l为装置的工作原理示意图.用于熔体处理的熔 囤i蓑置的工作原理示意图 剂由螺旋给料器进入混合腔,与干燥后的惰性气体(N 或At)混合,形成气体一熔剂两相流.两相流经输料管, 喷枪进入电阻炉中的铸造铝合金熔体中,实现熔体处 理 1.2主要元件选择 1.2.1给料器 l5 在喷射熔剂及喷粉装置中采用的给料器有圆盘式, 沸腾床式和螺旋式.比较而言,螺旋给料器的给料精 度较高并连续可调,适合铸造铝合金熔体处理对熔剂量 的要求.在本装置中采用螺旋给料器 1.2.2混合腔 :. I,气体灌.惦荆灌 气体一惦剂阿相 ¨.9 混合腔实现将气体流和熔剂流转化为气体一熔剂两 相流.将气体流与熔剂流之间的夹角定义为混合角, 将熔剂流与返气流(与气体一熔剂两相流反向)之间的夹 角定义为返气角p,则,p满足:a+口:180. \ 一 ^)CJ型(bC2直 dc型(t=0) 崮2混台拄竹型^ 根据a,p的大小,混台腔可分成三种类型,如图2P——气体密度,kg/m 所示.一般地,越小,越易混合,而口越小,则越易返——气体动力粘度,Pa?s 气.比较可知,C型(--0.,p--180.)混合最易,返气最——重力加速度,9.81m/s 难一较适合在压力下工作a在本装置中采用Cl型的混合将一2×10tm,P.曲-二3.92×103kg/m