吹入气体和熔剂混合物精炼铝合金

为了精炼铝合金采用各种方法:用惰性气体吹洗熔体、用熔剂进行处理及其他方法。此时,用一种方法除气效果不错,但从金属中清除氧化物颗粒效果较差(吹气法)或者与此相反(熔剂处理法)。吹入惰性气体时,熔体除气速度慢,只好增加吹气时间和增多气体耗量。通常采用的气体(氮、氩)含有一定量的氧和水蒸气,它们活泼地氧化铝熔体,在气泡表面     

A356铝合金双重除气工艺研究

采用水模拟试验研究了两种旋转喷吹转子对气泡的影响,并分别采用透气砖、旋转喷吹和双重除气工艺对铝合金熔体除气,开发出一种双重除气工艺。结果表明,转子形状对铝液除气效果有较大影响,双层转子能够充分破碎气泡,并使气泡更加分散,起到良好的除气效果。旋转喷吹对底部铝液除气效果较差,而透气砖除气效率较低,采用透气砖和旋转喷吹双重除气,能够充分处理底部铝液中的气体,显著提高除气效率。     

铝熔体除氢精炼工艺的研究

建立了气泡浮游法除气的数学模型,分析了模型中参数对除气效果的影响,用Hyscan Ⅱ测氢仪现场试验研究了数学模型中的参数对除气效果的影响,比较了氮气和氩气的除气效果。试验发现,氩气的除气效果好于氮气的除气效果,浮游法除气后的最佳静置时间为30min左右,铝熔体的最佳浇注温度为680～685℃。     

铝熔体的除气方法

铝及铝合金的除气方法,现在实用的有氯气、惰性气体及卤族溶剂除气法。但这些除气方法仍存在产生有害气体和除气不充分等问题。针对以上问题,本文就现场适用的一种简便除气法进行了探讨。讨论了该方法的除气效果,即将内部减压的瓷管插入熔体中,利用管内气体分压与熔体中气体分压之差,除去熔体中的气体(本文称为局部减压除气法)。为了肯定该方法的除气效果,将它与再熔化法进行了比较。     

旋转喷吹铝液净化工艺研究

介绍旋转喷吹铝液净化技术,将不同纯度、不同牌号的惰性气体除气对铝液的净化效果进行了对比,并将惰性气体喷吹除气与惰性气体加精炼剂相结合的喷吹除气对铝液的除气净化效果进行对比,从而确定出最佳旋转喷吹除气处理工艺参数.     

镁合金熔液除气工艺优化及其机理的研究

利用镁合金快速定量测氢仪研究了通Ar对AZ91镁合金熔体除气的效果,以及通Ar流量、通Ar时间及精炼温度三因子对精炼效果的影响.运用正交试验方法找到了通Ar除气工艺的最佳工艺参数匹配,即通Ar流量为1～1.5L/min,通Ar时间为20～25min,镁液温度为725～750℃.从热力学角度对镁液的除气机理进行了深入探讨,建立了导入镁熔体中惰性气体体积的定量热力学关系式.并进行了动力学方面的分析,通过试验发现,在理想条件下所推导的除气速率动力学方程式只能作为实际工程参考,理论计算与实际数值由于多个因素的影响无法较好吻合.     

AZ91镁合金旋转喷吹除气理论分析及实验研究

通过分析旋转喷吹除气过程中氢在惰性气泡表面和金属熔体/空气界面的质量传输,建立适用于镁合金旋转喷吹除气的理论模型.通过计算,分析工艺参数对除气效率的影响.结果表明:随着旋转喷吹转速由230 r/min增大到330 r/min时,熔体中气泡总表面积由1.49×10-2m2增大到3.44×10-2m2,这增大了熔体中氢向气泡的单位时间扩散量,从而使除气效率随着转速的增加而增大.利用减压凝固方法对旋转喷吹除气的效果进行实验验证,实验结果与理论模型计算结果吻合较好.该模型可以用来指导镁合金熔体除气工艺的优化.     

熔体超声处理对AZ91镁合金除气的影响

研究了超声处理对AZ91镁合金除气效果的影响。结果表明,采用超声波处理可以有效的去除镁合金熔体中的气体,从而提高铸锭的致密度。超声除气效果与施加功率和处理时间密切相关。在本实验条件下:超声功率105 W,处理时间60 s时除气效果最好,除气率可达73%。超声波不仅具有良好的除气效果,而且可以细化铸锭的铸态组织,均匀细小的组织则有利于气泡的上浮和熔体补缩;经过超声处理后,铸锭的硬度值可从未处理的30.7增大至74,提高了141%。     

强剪切作用下氩气泡破碎行为及其对7075铝合金除气效果的影响

采用一种新型定子-转子型强剪切装置,通过水模拟实验和铝熔体除气实验相结合的方法研究强剪切作用对铝合金除气过程中氩气泡的影响规律,进而研究其对7075铝合金的除气作用。结果表明:强剪切对氩气泡具有强烈的破碎和分散作用,能够将通入熔体的气泡转变为非常细小的气泡,并均匀分布于熔体之中。这种强剪切作用对7075铝合金具有非常高效的除气作用。在适当的除气条件下,经过1 min除气,合金密度指数D_i由13.20%降低到0.65%,实测铝中氢的含量由2.90μL/g降低到1.10μL/g,这显著优于传统旋转除气方法。还详细研究除气时间以及除气后静置时间对氢含量的影响,并分析强剪切工艺高效除气的机理。     

旋转喷吹除气箱中气液两相流动行为的数值研究

利用欧拉模型和多参考坐标系法对旋转喷吹除气箱中的气液两相流场进行数值模拟,提出基于计算域的选取获取自由液面波动的建模方法,并考察了不同因素对除气箱内气液两相流动行为产生的影响.结果表明.提出的获取自由液面波动的建模方法是可行的.随气泡直径的减小、搅拌转速的增加,气体在除气箱中停留时间延长.与铝熔体接触面积增大,气体在除气箱中的分布得到改善,有利于铝熔体的净化.此外,采用圆柱形除气箱,气体大多聚集在转杆周围,且易发生打漩现象,这对铝熔体的除氢不利.