铝熔体中夹杂物的电磁分离

根据电磁分离铝熔体中的非金属夹杂物数值模拟结果,设计并制作了电磁感应线圈和分离器。感应线圈的设计参数为长度250mm,长度方向匝数为125匝,高度100mm;高度方向的匝数为2匝,宽度为100mm,宽度方向的匝数为2匝,两线圈距离为40mm。分离器内腔尺寸为80mm×20mm×80mm,分离通道尺寸为37.5m×20mm×80mm。研究了铝熔体温度、时间和线圈电流对分离铝熔体中非金属夹杂物的影响,结果表明,当铝熔体温度为740℃,分离时间为3min以上,线圈通入20A电流时,电磁分离夹杂物的效果较好。     

利用高频磁场分离Al熔体中的非金属夹杂

对利用高频磁场分离静置Al熔体中非金属夹杂的工艺参数进行了研究,通过理论解析计算得出频率f,磁感应强度Be,颗粒直径dp,电磁力作用时间t,管径与集肤深度的比值r1/δ等参数与夹杂分离效率η的关系,并与实测分离效率进行了分析和比较,实验结果表明,较高的磁场频率和磁感应强度是高分离效率的保证,对于粒径为6um的非金属夹杂,磁场频率为高,则r1/δ的取值范围越宽;r1/δ=1.5-2时可使分离效率获得最大值。     

电磁分离技术及其研究现状

综述电磁分离技术的研究现状。分析各种电磁力的施加方法的原理、影响因素、应用的局限性。就目前存在的问题和应用中必须解决的问题提出自己的见解。     

铝熔体中夹杂物形状与取向对其电磁分离的影响

采用有限元方法,对电磁场作用下铝熔体中任意形状与取向夹杂的受力进行数值计算。结果表明：不同形状与取向的夹杂均仅受到一个与熔体所受电磁力方向相反的斥力作用;电磁斥力的大小不仅与夹杂的形状有关,还受其取向的影响;当夹杂的形状奇异程度愈大时,取向对电磁斥力的影响也愈大;当夹杂在磁场方向的主轴长度较大,并且在电磁力方向的主轴长度较小时,夹杂所受电磁斥力不显著。     

电磁分离工艺对铝合金中富铁相显微形貌的影响

研究了电磁分离工艺下铝合金熔体中初生相的迁移行为,并探讨了变质剂Mn对富铁相显微形貌的影响。结果表明,随着施加磁场时间的延长,富铁相逐渐向四周迁移至表层。在Mn/Fe的摩尔比为1.5时,针状的富铁相变成了块状或球状,迁移阻力减小,电磁净化的效率比变质前大幅度提高。     

合金熔体在多通道分离器中高频电磁分离的试验研究

对Al-18%Si合金熔体存在垂直和水平多通道分离器中高频电磁分离进行了试验研究。试验结果表明,采用多通道分离器可以解决高频电磁净化中去除效率与熔体处理量之间的制约问题。电源功率与磁场作用时间的优化匹配是获得高分离效率的一个重要控制参数。     

优化中间包结构去除钢液氧化物夹杂

分析了中间包钢液中氧化物夹杂的来源及去除方式,并针对中间包结构优化后的冶金效果进行了评述,提出了中间包向大容量深熔池方向发展,以及使用控流装置和使用碱性耐火材料作为工作层,为中间包钢水中氧化物夹杂的去除及提高钢水的洁净度创造了条件。优化后的中间包实际应用后效果良好。     

氧化物夹杂对18Cr2Ni4WA钢性能的影响

试验结果表明,氧化物夹杂使18Cr2Ni4WA钢横向塑性与韧性明显下降,也使其纵向疲劳强度显著降低,根据σ_(-1)=0.5σ_b/(1+(1+a/R))~(-1)公式预报σ_(-1)基本准确。     

Al-Si合金熔体中磁性杂质颗粒的电磁分离

分析了处于交变磁场中的磁性杂质颗粒的受力情况，比较了由交变磁场和稳恒磁场产生的磁场力。结果表明这两种力的本质相同，可以统一起来，而且磁性杂质颗粒在其驱动下的运动规律也相同。Al-Si合金中的富铁相杂质是弱磁性，电磁力和磁场力都可以促使其运动，电磁分离试验结果表明，当磁感应强度大于145mT时，电磁力起主要作用，杂质颗粒向分离器内侧运动；当磁感应强度小于120mT时，磁场力起主要作用，杂质颗粒向分离器侧面运动，据此可以指导分离器的结构设计。     

高频磁场电磁净化体积力模型建立

鉴于液态金属内部电磁力分布对电磁净化效果的影响，提出了高频电磁场电磁净化技术中电磁体积力的数学模型，并具体分析了不同电力参数和实验参数下金属熔体内部电磁体积力的分布规律。研究表明，增加磁感应强度能够有效地增大熔体内部电磁体积力，从而提高净化效率；增加电源频率能够有效地改变熔体内部电磁体积力的分布规律，增大熔体表面的电磁体积力，但是随着电源频率的增大将减小电磁力在金属内部的作用区域，使得电磁净化的有效作用范围减小；在一定磁感应强度下，熔体内部某一深度处的电磁体积力随着频率的增加先增大后减小，当频率满足f=1（4πσμχ^2）时，该处的电磁体积力取得最大值。     

镁合金电磁铸造工艺参数的优化分析

镁合金是具有优越性能的金属材料,镁合金的加工是目前国内外正在研究的新课题。通过对镁合金电磁铸造过程中温度场的模拟来分析镁合金电磁铸造的工艺参数,确定最佳工艺条件。计算结果表明,镁合金电磁铸造过程中当频率为10Hz时温度场分布比较合理。     

电磁场对水平连铸Al-1Si合金线材组织和性能的影响

研究了工频电磁场对水平连铸10 mm的Al-1Si合金键合线铸坯表面质量、凝固组织、溶质偏析和力学性能的影响.试验结果表明,在工频电磁场作用下,铸坯的表面质量得到了改善,当励磁电流达到100 A时,表面粗糙度由未施加电磁场时的40 μm降为20 μm;凝固组织得到了细化,晶粒尺寸均匀;溶质偏析得到了抑制,Si元素在α（Al）基体中的固溶度及其分布的均匀性得到提高;并且力学性能得到了改善,抗拉强度和伸长率分别提高了16.5%和36%.     

磁流铸造条件下A357合金充型能力的试验研究

为了解决大型薄壁铸件的充型问题,利用大型磁流铸造设备对流动磁场作用下的Ａ３５７合金的充型能力进行了试验研究,结果表明：在相同的磁场作用强度下厚壁铸件比薄壁铸件的充型能力好;当铸件的壁厚相同时,在磁场的作用下,合金的充型能力比无磁时提高５０％。     

超声及电磁场对铝合金熔体影响的数值模拟及试验研究

针对铝合金熔体的超声及电磁搅拌处理过程,创建了超声场、电磁场、流场和温度场的数学模型,并采用COMSOL Multiphysics软件求解模型,得到了超声场、电磁场和超声/电磁复合场对铝合金熔体内流场和温度场的分布规律,并通过试验对模拟结果进行了验证。结果表明,增加超声功率使得声压幅值和流场的流动速率均随之增加,同时会使熔体的温度梯度逐渐减小;施加电磁场后产生的电磁搅拌改变了熔体的流动方向且使熔体的流动速率显著增大,这对熔体的温度分布产生了较大影响;在超声和电磁复合场下,电磁场比超声场对熔体流场和温度场的影响更大,且占主导地位。数值模拟结果和试验结果符合较好。     

Cu熔体中氧化夹杂在超重力场下的运动规律

对超重力场条件下Cu熔体中的氧化夹杂进行受力分析,建立夹杂颗粒沿超重力方向上的运动速度与运动距离方程,并通过理论计算分析重力系数、夹杂物特性(尺寸、种类、含量)以及熔体温度对夹杂物在超重力场中运动行为的影响。计算结果表明,超重力场能强化Cu熔体中氧化夹杂的定向分离过程,其中重力系数、夹杂物尺寸、夹杂与熔体之间密度差(固液密度差)对夹杂颗粒运动行为影响较大。较大的重力系数、夹杂物尺寸以及固液密度差均有利于夹杂物的上浮去除。     

低频电磁场对7050铝合金铸锭组织的影响

通过在常规半连续铸造过程中施加低频电磁场的方法制备了直径为162mm的7050铝合金铸锭,研究了电磁场对铸锭铸态组织的影响。结果表明,低频电磁场对7050铝合金铸态晶粒尺寸和组织形貌具有显著的影响。施加磁场后铸锭组织变得非常均匀、细小,平均晶粒尺寸由230μm细化至42μm左右,晶粒形貌由粗大枝晶转变等轴晶。电磁场频率和强度对晶粒细化具有重要的影响。对于低频电磁铸造162mm的7050铝合金铸锭,最佳电磁场参数:电磁场频率为25Hz,磁场强度为12800～16000At。     

铝合金再生炉电磁搅拌的模拟分析

铝合金废料在回收熔化过程中容易受到空气的氧化,影响铝合金的品质,而且容易引起密度不均,需要进行搅拌来改善铝合金废料的品质.电磁搅拌是一种比较理想的搅拌方式.通过对搅拌器的磁场和流场的模拟及对电磁搅拌器在具有不同相位角时熔体的受力情况和流动情况的模拟,得出了电磁搅拌器的最佳工艺参数,即当两组线圈的相位角均为90°,频率为15～20Hz时,能够得到最佳的搅拌效果.     

无铅易切削铜合金的研究进展

综述了Pb在铜合金中的易切削机理和无Pb易切削铜合金的国内外研究进展,重点评述了铋易切削铜合金的可行性及存在的主要问题,同时介绍了所研制的无Pb易切削镁锑黄铜合金的组织和切削试验结果。对无Pb易切削铜合金的研究进行了展望,提出要加大对复合加入(以两种或两种以上元素)在代Pb方面的研究力度。     

电磁搅拌过共晶铝硅合金的显微组织

对电磁搅拌Al-24％Si合金的显微组织进行了研究,结果表明,初晶硅可以被打碎,同时碎片有聚集长大的现象;在非平衡凝固过程中析出α相且可以被打碎,破碎的α相呈圆球状或蔷薇状分布在剩余的液相中。在试样表面有富硅层出现。