感应重熔加热半固态AIS7Mg合金坯料温度场地研究.pdfVIP

感应重熔加热半固态AlSi7Mg合金坯料温度场的研究幸 崔成林¨ 毛卫民 赵爱民 李彦军 钟雪友 (北京科技大学 北京100083) 摘要：用自制的一套感应加热系统对半固态A1Si7Mg合金坯料的温度场进行了系 统研究。试验结果表明，在坯料的轴向和径向存在加热温差。坯料的高度与感应 毫 度差对坯料的轴向温差影响较大，坯料高于某一高度，随坯料高度增大，坯料的轴向 温差也增，大，坯料低于此高度，坯料的高度对轴向温差影响大，随坯料的高度的减小， 坯料端部表面熔化；坯料的径向温差随加热功率的降低而减小。 关键词：半固态，重熔加热，温度场 1引言 70年代初美国MIT的研究人员在研究部分凝固合金的高温热裂时，意 外地发现了菲枝晶半凝固合金浆料进行压铸的可能性n】。 此项研究结果发 表在40届国际铸造年会上， 引起了全世界的关注。 70年代末期， 国外 在上述研究的基础上开发出一种崭新的零件毛坯成形工艺， 称为金属半固 of of 态加工(Seei-Solid MetalS)或(Serei-Solid Processing Forming Metal s)。有专家称其为二十一世纪新一代合金成形工艺t2，3一】。 半固态金属成形过程可分为流变铸造(rheocasti ng)和触变铸造 成形：触变铸造是将搅拌所制备的锭坯重新加热到半固态状态，随后进行压 铸或挤压成形。目前，国外在工业上成功应用的工艺为触变铸造成形工艺。 实际生产中半固态金属坯料的二次加热采用电磁感应加热方法。 81 o德 Buhler公司所设计的半固态高速加热系统的能耗约为Ik,·h／kg【1 国的EFU公司可将液相分数精确地控制在±3％，温度控制在±0．8℃n们。从 半固态坯料加热生产工艺上看：要求加热温度准确均匀，控温精度为±1 ℃，确保坯料的组织均。 、 半固态AISi7Mg合金感应重熔加热与固相感应加热相比，加热温度介于 固液相线之间，加热过程中存在固液相转变，加热工艺参数变化较大，因此 半固态合金感应重熔加热与单纯固相感应加热相比要复杂得多，而半固态坯 奉863项目：715-012-004 楫崔成林，男，博士Tel．010 43 料加热的温度梯度要比单纯固相加热小得多。因此，有必要对半固态A1Si7Mg 合金感应重熔加热过程坯料温度变化规律进行研究。 2半固态AlSi7Mg合金坯料的感应加热方法 i 0．5／1 半固态A1S 00型半导体变频装 7Mg合金坯料加热电源选用KGPS 置。感应加热器为自行设计的感应线圈，感应器的尺寸为：奄l20ram× 280ram，匝数为20匝，加热感应器的保温层内径为92ram。 Si 和160mm不同高度的半固态Al 7Mg合金坯料：将坯料的直径加工成由90mm、 i 巾85mm、由80mm、由75ram和由70ram。为了便于测量半固态A1S 7Mg合金坯料 温度，分别在四分之一R、二分之一R、四分之三R和R的圆周上