铝合金液夹杂含量与含气量的关系.pdfVIP

学兔兔 开发研究Development Research 铝合金液夹杂含量与含气量的关系 赵忠兴，杨国娟，孙金根，耿德军 (沈阳理工大学材料科学与工程学院，沈阳 1 10168) 摘要：采用减压凝固密度试样法测定ZL106合金的试样密度，在四种不同含气量条件下，用电阻法检测铝液 中的夹杂含量，分析铝液含气量与夹杂物的相互关系。试验结果表明：夹杂和气体存在着密切的孪生关系，铝液中 的夹杂含量越多，含气量越高；夹杂含量越少，含气量越低。同时分析了静止工艺对铝液净化的重要性。 关键词：铝合金；夹杂物；气体；静止工艺 中图分类号：TG146．2 1：文献标识码：A；文章编号：1O06-9658(20儿)06—3 铝及其合金在熔炼、浇注过程中易于氧化、吸收气 体，使得在铝液中极易形成夹杂物及在凝固过程中形 成气孔，从而影响铸件的质量，使铝合金的应用受到一 定限制。近年来许多研究表明『1]，铝及其合金液中夹杂 物主要是氧化夹杂物，它的存在会导致铝液脱氢困难， 气孔夹杂等缺陷增多，继而引起铝合金铸件的力学性 能下降，可靠性降低。因此，有必要研究铝及其合金中 夹杂物特别是氧化夹杂物的行为，了解氧化夹杂影响 铝铸件质量的机理，这对提高铝合金的力学性能有很 定时，电流脉冲变化的幅度就与非导电微粒的体积有 大的帮助 嘲。铝熔体中的夹杂物和氢之间具有相互作 用，夹杂物的存在使铝熔体中氢难以除干净，只有除去 一 定的比例关系，记录在to—t。区间内电流的变化，通过 铝熔体中的夹杂物，才能使氢降至较低水平，同时防止 分析这个区间脉冲电流信号的变化，反馈出孔内铝熔 体的电阻变化，即可测得夹杂物的数量和尺寸，同时记 铝液吸氢[3】。通常，熔池深处氧化夹杂浓度较高，含氢量 也较高。可见铝液中氧化夹杂和氢气存在着密切的孪 录电流脉冲的高度和宽度，以及斜率，分析和判断铝液 生关系 。 中夹杂物的含量情况。 铝液中氢与氧化夹杂物之间存在着相互作用，但 相互作用的机制国内外至今尚无一致的见解。综合起 2 试验装置及方法 2．1 检测装置的设计 来主要有机械作用理论、静电作用理论、吸附理论、非 均质形核理论、寄生机制及复合物理论等嘲。本课题应 基于以上测试原理设计了铝液夹杂物在线检测系 用电阻法检测铝液中的夹杂含量，测试四种不同铝液 的密度，通过试验进一步分析它们之间的这种关系和 相互作用原理，以便指导生产实际。 1 电阻法在线检测夹杂原理[6-9] 电阻法检测夹杂是对电敏感区电阻变化进行监 测，其原理图如图1。在一个容器壁上开有一个直径 O．3～2ram的小孔使熔体通过，两端通有恒定的电压，当 绝缘I生的夹杂物通过这个敏感区小孔时改变了孔径的 导电面积，导致电敏感区内电阻值升高。当小孑L孔径确 收稿El期：2011-11—11 文章编号：2011-157 作者简介：赵忠兴(1963一)，男，博士，教授 14 CFM T 中国铸造装备与技术 6／201 1 学兔兔 Development Research开发研究 统，它由检测探头、检测电路、气路、传感器及信号实时 此密度下的夹杂检测结果如图6。 处理五部分组成。检测探头由刚玉制作，孔径尺寸在