变质工艺对ZL102铝硅合金表面张力的影响.pdfVIP

维普资讯 — — 实 用研 究 种铸造及有色合金 2006年第26卷第9期 变质工艺对 ZL102铝硅合金表面张力的影响 石德全 李大勇 高桂丽 孙 谦 (哈尔滨理工大学) 摘 要 利用回归正交设计法设计了变质处理影响ZL102铝硅合金表面张力的试验方案，利用 自行研制的表面张力快速 测定仪炉前测定ZL102铝硅合金液的表面张力 ，建立了变质工艺影响ZL102铝硅合金表面张力的数学模型。结果表明，变 质剂加入量对ZL102铝硅合金表面张力影响显著，变质时间次之，变质温度的影响不明显，交互相和二次相的影响可以忽 略。进一步试验表明，利用该数学模型求得的表面张力值与实际测量值偏差较小。 关键词 变质工艺；表面张力 ；数学模型；ZL102铝硅合金；回归正交设计 中图分类号 TG142 文献标志码 A 文章编号 1001—2249(2006)09—0550—03 表面张力是液态金属及合金的重要物性参数之一， 交表 (2)、2P=6个分布于坐标轴上的星号试验点 它不仅是晶体生长、凝固过程模拟和铸造合金品质参数 和重复r几。=1的中心试验点组成。此外，由正交表可 预测的重要参考 J，而且是研究熔体界面反应动力学 查得星号臂 r=1．215。对 以上三因子进行水平编码， 的基础 。本试验利用 自行研制的表面张力快速测 见表 1，由因子取值线性变换公式可得编码公式 (无量 定仪 J，炉前测定ZL102合金熔体的表面张力，研究 纲)为： 了不同的变质处理工艺对 ZL102合金表面张力的影 表 1 因子编码表 响，建立了变质处理工艺影响ZL102合金表面张力的 数学模型，为分析和预测ZL102合金的相关参数，如变 质处理、流动性、夹杂倾向等提供参考，也为研究ZL102 高温熔体的界面反应动力学提供了便利条件 l10l。 1 试验方法 试验所用材料为铸造铝合金锭 ZLD102，其化学成 分完全满足国家标准 GB／T1173—1995中ZL102的要 X1=0．909 1W 一1．3636， 求。ZL102合金 的变质 处理工艺如 下：铝合金锭 X2=0．0714t一52．857 1， ZLD102在电阻坩埚炉内熔化，用0．3％(质量分数，下 X3=0．3333z一3．6667。 同)的ccl在720一，730℃下精炼；精炼后的铝合金液 在不同温度(720～760℃)下保温，然后采用三元钠盐 3 试验结果及分析 变质剂(NaF，NaC1与KC1的质量比为45：40：15)炉前 变质处理，在(725±5)℃下，用 自行研制的表面张力快 试验结果和Matlab计算结果见表 2，从表 2可得出 速测定仪炉前测量，对同一炉铝硅合金液连续测量3 回归方程为： 次，取平均值作为有效表面张力值。 = 552．2—131．4X1+26．67 +3．64 +0．5X1 一 0．5X1X3+0．69X1+0．06X2+0．3 3 (2) 2 试验设计 将二次相 =z_0．73(J．=1，2，3)代入式(2)得： = 551．4—131．4X1+26．67 +3．64 +0．5X1 一 按照上述变质处理工艺，结合实际生产，各影响因 子的变化范围分别定为：三元钠盐变质剂 (质量分数，