液态金属成型原理第8章-17 5 18.ppt

（1）铺开性能： 金属液的表面张力大，熔剂表面张力小，易铺开 （2）精炼性能： 吸附 、溶解金属液中夹杂物的能力 实质：夹杂物能被熔剂润湿而不被金属液润湿 ∴熔剂与金属液的界面张力大而与夹杂物的界面张力小， →熔剂的精炼性能好 界面张力小 易润湿 （3）分离性能： 熔剂与金属液的界面张力大，易分离，与精炼性一致。 综合比较：3种性能要求之间有矛盾 2.熔剂应具备的性能： 下一页 铺开前系统总能量： G1 = S1σ熔-金+ S2σ熔-气+ S3σ金-气 铺开后系统总能量： G2 = (S1+S3)σ熔-金+ (S2+S4)σ熔-气 若熔剂在金属液面上能自动铺展并形成一连续的覆盖层，应满足： ⊿G = G2-G1＜0 （S3≈S4） 即： σ金-气-（ σ熔-金+ σ熔-气）＞0 令熔剂铺开系数K铺= σ金-气-（ σ熔-金+ σ熔-气） ∴σ金-气越大,σ熔-金,σ熔-气越小(熔剂中表面活性物质越多), K铺越大，越有利于自动铺展，覆盖性越好 铺开性能： S3：铺开后金-熔增加的接触面 S4：铺开后气-熔增加的接触面 返回 1. 真空净化法 原理：平方根定律 T一定时，气体压力决定气体在金属液中的溶解度 【真空条件下，炉气压力很小，气体分压趋于0 →与之平衡的金属液中的气体的溶解度也趋于0 →已溶解于金属液中的氢有强烈的析出倾向→不断以气泡形式析出，同时带走大量非金属夹杂物】 Note：静态真空条件下不可能使金属液中的含氢量降为零 因为： a 金属液中的H以H气泡形式析出并逸出需要一个过程 b 施予金属液上的真空只能使液面上方炉气压力趋于零，而内部的H受到金属液静压力，有较大分压，析出受限 c 含H量一定，超过一定深度，金属液中的氢气泡的形核长大非常困难，不能以气泡形式析出，只能依靠长距离扩散 （三）非吸附净化法 2.超声波净化法 通入弹性波→在金属液中形成拉压交替的应力状态→拉伸应力可使液态金属局部分离→金属连续性结构破坏→ 出现无数显微真空穴→金属液内部的H迅速进入空穴→形成气泡核心→ 长大为气泡→逸出 （三）非吸附净化法 Note: 若功率足够大，其作用范围可达全部金属液，不仅能消除宏观气孔，也能消除微观气孔，净化效果优异。 3.电磁净化法 学校主页→图书馆→中国期刊网→主题词：电磁净化→CAJ或PDF下载 （四） 过滤净化法： 靠过滤器的机械阻挡或吸附作用，达到去除液态金属中夹杂物的目的。 （1）网状过滤器： 机械阻挡大尺寸夹杂物，可消除33-50％夹杂物； （2）粒状过滤器： 颗粒间形成狭长的通道 有扩散、吸附、拦截等综合作用； （3）多孔陶瓷过滤器： 与粒状过滤器类似，通道更狭窄、曲折。 下一页 网状过滤器： 阻挡尺寸大的夹杂物和氧化物 特点： 网孔尺寸：0.5×0.5mm—1.5×1.5mm 材质：经硬化处理的网孔玻璃或钛金属网 放置位置：金属出液槽 结晶器 浇注系统内 不足：细小夹杂和H2不能去除 连续浇注的网状过滤装置 金属型或压力铸造 砂型铸造 返回 粒状过滤器： 由镁砖碎屑、刚玉碎屑、氯、氟混合盐类、石墨碎屑及氧化镁微粒等经破碎、焙烧后组成滤床。 过滤装置示意图 过滤效果取决于： 过滤层空隙大小 过滤层厚度 过滤剂尺寸的大小 金属液流经的路程长度 液流运动方向变换的次数 返回 多孔陶瓷过滤器： 刚质陶瓷过滤器 孔隙率小，一般＜50% 泡沫陶瓷过滤器 孔隙率大，一般＞80-90% 过滤机理： 滤饼机制： 1）复杂的陶瓷结构可以高效率的机械挡渣，当金属液流经时，通过过滤介质的机械分离作用，把大于过滤器表面孔眼的夹杂物滤除，并使之沉积在过滤器液态金属流入端，成为过滤器一部分。随着夹杂物在过滤器表面堆积数量的增多，逐渐形成了一层滤饼，使金属液流道进一步变细，可以滤除更为细小的夹杂物。 2）同时，介质内部也存在滤饼效应（贯穿于陶瓷体的众多小孔，有的呈现微小狭缝，有的存在死角，这些变化不同的区域都是截获夹杂物的可能位置） 金属熔体流经过滤器器时微粒被去除的横截面 滤饼机制 表面效应-吸附机制： 当金属液流经结构复杂的陶瓷体时，被分割成许多细小的流股，增大了金属液中夹杂物与过滤介质的接触面