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铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟

特种铸造及有色合金 2007年第2期27卷 100-103页

作者：李杰华郝启堂杨光昱西北工业大学材料科学与工程学院

采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔... 详细信息

采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时,气体主要从对角处出去,而远离对角处的体积分数却显著降低,甚至可能发生吸气。

关键词：铝合金熔体旋转喷吹除气模拟

基于双试样密度差快速检测铝合金熔体含氢量方法及装置研究

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基于双试样密度差快速检测铝合金熔体含氢量方法及装置研究

作者：张元见哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

铝合金因密度低、比强度高,导电性能及耐腐蚀性优良等优点,在车辆、船舶、航空航天等领域有着广泛应用。铝合金凝固时,熔体中氢溶解度随温度降低而大幅度下降,部分氢气因来不及析出而留在在铸件中造成气孔、缩松等缺陷,使铸件的强度降低... 详细信息

铝合金因密度低、比强度高,导电性能及耐腐蚀性优良等优点,在车辆、船舶、航空航天等领域有着广泛应用。铝合金凝固时,熔体中氢溶解度随温度降低而大幅度下降,部分氢气因来不及析出而留在在铸件中造成气孔、缩松等缺陷,使铸件的强度降低,导电性能变差,影响铝合金的综合性能。工业生产中要求铝熔体含氢量不高于0.2 m L/100 g,航空航天等领域则要求控制在0.1m L/100 g以下。如何快速检测铝合金熔体含氢量并采取有效措施除氢一直是铸造工作者关注的热点问题。本文提出一种双试样密度差测定铝合金熔体氢含量的新方法,利用同炉熔体同步制备含气及无气孔试样。通过控制凝固室压力、温度及保压时间,使含气试样中氢气充分析出,利用厚壁模具激冷能力抑制无气孔试样氢气析出。利用高精度称重系统分别测定双试样在空气中和水中质量并经计算求得其密度,最后根据双试样密度差算得被测熔体含氢量。构建了基于双试样密度差法的测氢装置,主要包括制样单元,称重单元以及计算机测控单元;制样单元与称重单元决定检测装置的精确性,计算机测控单元用于装置动作自动控制及数据采集。制样单元由双试样取样器、取样器隔热层、试样升降平台、含气试样凝固室、凝固室红外温度传感器、凝固室压力传感器、真空泵等部分组成,完成含气及无气孔试样的制备;称重单元由双试样高精度荷重传感器、双试样水槽、水槽升降平台等部分组成,完成双试样空中及水中质量测量;计算机测控单元由51单片机最小系统,I/O接口电路,LED显示器和键盘组成,完成电动推杆升降、真空泵启停、电磁阀开闭控制、凝固室温度、压力、双试样质量检测以及双试样密度差和被测熔体氢含量计算。在实验室条件下,利用不同含氢量铝合金和不同牌号的铝合金对检测装置进行检测试验,检测结果表明本文研制基于密度差法检测铝合金熔体含氢量检测装置的检测时间不超过130 s,以高精度天平检测试样密度及含氢量计算结果为标准,新装置测氢最大绝对误差为0.014 m L/100g Al,平均绝对误差为0.008 m L/100 g Al,测氢装置操作简单,检测精度和速度可以满足铸造工厂或实验室铝合金熔体含氢量检测要求。

关键词：铝合金熔体含氢量双试样密度差快速检测

电磁场作用下中铝合金熔体流动的混沌特征的仿真与分析

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中国有色金属学报 2015年第11期25卷 3026-3032页

作者：刘政张嘉艺余昭福江西理工大学机电工程学院赣州341000 江西理工大学材料科学与工程学院赣州341000

为探明铝合金熔体在电磁场作用下的流动特征,利用Fluent软件模拟电磁场作用下铝熔体中微粒的流动轨迹,计算这些流动轨迹的混沌特征参数:最大Lyapunov指数及Kolmogorov熵。并根据不同电磁频率搅拌下铝合金熔体中微粒的运动轨迹,对其进行... 详细信息

为探明铝合金熔体在电磁场作用下的流动特征,利用Fluent软件模拟电磁场作用下铝熔体中微粒的流动轨迹,计算这些流动轨迹的混沌特征参数:最大Lyapunov指数及Kolmogorov熵。并根据不同电磁频率搅拌下铝合金熔体中微粒的运动轨迹,对其进行混沌特征判断及分析。结果表明:铝合金熔体在电磁场作用下的流动具有混沌特征;电磁频率为5、15和30 Hz时,在铝合金熔体中都发生了混沌对流,其最大Lyapunov指数都大于0,且其Kolmogorov熵随着电磁频率增大而迅速增加,说明其系统内混沌程度越大,信息损失量也越大。

关键词：铝合金熔体 Lyapunov指数 Kolmogorov熵混沌对流电磁场

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铝合金熔体夹杂物含量快速检测方法

铸造 2019年第5期68卷 483-487页

作者：韩朝伟李大勇陈浩哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040

为快速检测铝合金熔体夹杂含量,基于过滤原理,提出一种定值负压抽滤定时测压评价熔体夹杂含量的新方法,应用计算机和ADAM模块研制了一种铝合金熔体夹杂含量炉前快速检测装置。通过向铝熔体中加入铝钛硼合金进行模拟试验,以及对未知含量... 详细信息

为快速检测铝合金熔体夹杂含量,基于过滤原理,提出一种定值负压抽滤定时测压评价熔体夹杂含量的新方法,应用计算机和ADAM模块研制了一种铝合金熔体夹杂含量炉前快速检测装置。通过向铝熔体中加入铝钛硼合金进行模拟试验,以及对未知含量的熔体进行实测试验,证明该方法和装置可以用于铝合金熔体夹杂含量炉前快速评价和指导熔体净化处理。

关键词：铝合金熔体夹杂物抽滤法

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交流电净化铝合金熔体

中国有色金属学报 2004年第3期14卷 354-358页

作者：吴加雄任忠鸣张邦文钟云波邓康上海大学上海市钢铁冶金重点实验室上海200072

进行了工频交流电分离铝合金熔体中夹杂物的实验,探讨电流密度、通电时间、分离器管型等实验参数对夹杂颗粒迁移行为的影响。结果表明:电流密度越大、通电时间越长,分离效果越理想;施加4.7×106A/m2的交流电,并维持40s通电时间,不同管... 详细信息

进行了工频交流电分离铝合金熔体中夹杂物的实验,探讨电流密度、通电时间、分离器管型等实验参数对夹杂颗粒迁移行为的影响。结果表明:电流密度越大、通电时间越长,分离效果越理想;施加4.7×106A/m2的交流电,并维持40s通电时间,不同管型的分离器都获得了较明显的分离效果。实验证实单电流电磁净化金属液是可行的。

关键词：电磁分离夹杂物工频电流铝合金熔体净化电流密度通电时间分离器管型

补加合金成分对铝合金熔体直接氧化生长的影响

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复合材料学报 2003年第1期20卷 96-99页

作者：袁森王武孝都业志西安理工大学西安710048

　为了控制DIMOX工艺中复合材料的生长速度和体积,采用压差法补加合金,使剩余铝合金熔体的成分得到调整并与正在氧化生长的Al2O3/Al复合材料层保持连续接触。试验研究了补加合金成分对Al-3Mg-10Si合金氧化生长的影响作用。结果表明:补加... 详细信息

　为了控制DIMOX工艺中复合材料的生长速度和体积,采用压差法补加合金,使剩余铝合金熔体的成分得到调整并与正在氧化生长的Al2O3/Al复合材料层保持连续接触。试验研究了补加合金成分对Al-3Mg-10Si合金氧化生长的影响作用。结果表明:补加纯Al或低Mg、Si含量的铝合金,能够降低合金熔体的含镁量,缩短材料生长前沿合金熔体成分到达Al2O3-(Al,Mg)两相区的时间,促进传质过程,加速材料生长,有利于获取较大体积的复合材料。

关键词： A12O3/A1复合材料 DIMX工艺铝合金熔体直接氧化三氧化二铝

铝合金熔体凝固过程相变热及导电率变化同步监测方法与装置

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铝合金熔体凝固过程相变热及导电率变化同步监测方法与装置

作者：董建明哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

铝熔体变质细化效果在线检测对于提升铸件品质与性能具有重大意义,实际生产中多采用热分析法现场快速判断变质细化处理效果。为了进一步提高热分析法的准确性,本文提出了相变热与导电率双参数同步检测的新方法,基于这种方法研制了一种... 详细信息

铝熔体变质细化效果在线检测对于提升铸件品质与性能具有重大意义,实际生产中多采用热分析法现场快速判断变质细化处理效果。为了进一步提高热分析法的准确性,本文提出了相变热与导电率双参数同步检测的新方法,基于这种方法研制了一种可用于炉前快速评价铝合金熔体质量的监测系统。本文简述了国内外熔体凝固过程监测方法研究应用与进展,在分析和研究各种导电率检测方法的基础上,最终选用两种检测方法实现双参数的同步采集,一种是在热分析样杯中放置石英管通过负压抽吸取样构建U形电导池进行检测,另外一种是将热分析样杯中的熔体直接作为电导池实现检测。熔体凝固过程相变热与导电率变化同步监测系统主要由双参数同步采集取样器、恒流电源以及计算机数据采集与处理单元构成,监测系统数据采集分析程序采用微软Visual Basic 6.0进行设计编写。双参数同步采集取样器由样杯与样杯座组成,样杯中集成热电偶与电极,样杯座实现热电偶信号与导电率信号输出转接以及负压气源引入;数据采集与处理单元由一台工业控制计算机、数据采集分析程序、A/D转换模块以及通讯接口模块组成,PC计算机通过A/D转换模块实现与各传感器间的信息交互。利用本文研制的监测系统对Al-7Si合金熔体凝固过程进行了监测试验,结果表明,两种不同导电率检测方法所得结果不仅与冷却曲线特征值良好对应,而且在导电率变化曲线上还能显示冷却曲线上看不到的信息,证明导电率随熔体凝固变化更为敏感,可作为熔体变质细化效果评价的参数之一,与热分析曲线同时应用,可为熔体凝固过程结构变化研究提供更加可靠的评价依据。

关键词：铝合金熔体相变热导电率同步检测变质效果

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铝合金熔体中球形泡沫的生长

中国科学（B辑） 2005年第3期35卷 212-219页

作者：尚金堂何德坪东南大学南京210096

高技术领域的需求使具有更高强度和更高能量吸收能力的球形泡沫铝合金成为前沿热点之一,因而需要深入揭示铝合金熔体中球形泡沫的生长规律以便控制.文中采用面心立方等三种堆积的理论模型和实验相结合的方法研究了铝合金熔体中球形泡沫... 详细信息

高技术领域的需求使具有更高强度和更高能量吸收能力的球形泡沫铝合金成为前沿热点之一,因而需要深入揭示铝合金熔体中球形泡沫的生长规律以便控制.文中采用面心立方等三种堆积的理论模型和实验相结合的方法研究了铝合金熔体中球形泡沫的生长过程.理论结果和实验结果符合良好,表明:在铝合金熔体球形泡沫生长过程中,球形气泡等径、气泡总数N不变和球形泡沫以面心立方等径球堆积生长模式的假设是合理的,从而有益于球形泡沫铝合金的平均半径和平均壁厚的控制.

关键词：铝合金熔体泡沫铝合金能量吸收能力生长过程面心立方高技术领域理论模型生长规律球形气泡生长模式平均壁厚平均半径实验堆积控制等径

铝合金熔体超声波和旋转吹气复合除气技术研究

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铝合金熔体超声波和旋转吹气复合除气技术研究

作者：潘健哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

铝合金作为一种重要的工程结构材料，以其众多优良的性能，在很多领域都有广泛的应用。特别是其较高的比强度，令其在航空航天方面有独特的应用优势。从用量来看，铝合金的使用量也位居世界前列。但铝合金在熔铸时存在易吸气的问题，极... 详细信息

铝合金作为一种重要的工程结构材料，以其众多优良的性能，在很多领域都有广泛的应用。特别是其较高的比强度，令其在航空航天方面有独特的应用优势。从用量来看，铝合金的使用量也位居世界前列。但铝合金在熔铸时存在易吸气的问题，极易导致铝合金铸件出现气孔和缩松等缺陷。随着对铝合金熔体纯净度要求的不断提高，单一除气技术已难满足需求，需要研制更高效和处理能力更强的复合除气新技术。因此，本文将旋转吹气除气和超声波除气相结合，研究复合除气方法用于铝合金熔体高效除气的可行性。首先，本文从原理上分别对铝合金熔体吸气、超声波除气和旋转吹气除气的动力学过程进行了分析。在此基础上，把超声波和旋转吹气复合除气的动力学过程归结为超声波空化的空化泡崩溃对旋转吹气除气过程中的氢原子扩散传质增强作用和净化气体气泡破碎作用，以及旋转吹气产生的净化气体气泡对上浮空化泡的携载保护作用，从理论上得出复合除气方法的除气效率优于单一除气方法的结论。基于上述结论，本文自行研制了超声波和旋转吹气除气设备，并采用正交实验设计方法，分别进行了超声波除气、旋转吹气除气和复合除气实验,采用RPT方法现场检测熔体含气量。得出了每种除气方法处理（6.3kg）熔体时的最优参数组合，深入分析了每种除气方法的工艺参数对除气效果的影响。超声波除气实验证明，随着超声功率增大和作用时间加长，除气效果逐步提高，但随着静止时间增加，除气效果逐渐降低，最优参数组合为：超声波功率值为1800W，作用时间15min和静止时间3min;旋转吹气除气实验证明，随着喷头转速和吹气流量增大，除气效果逐步提升，随着作用时间增加，除气效果先增加而后降低，最优参数组合为：喷头转速410r/min，吹气流量6L/min和作用时间10min;复合除气实验证明，随着超声功率、吹气流量和作用时间的增大，除气效果逐步提升;随着喷头转速的增大，除气效果逐渐降低，最优参数组合为：超声功率1800W，吹气流量6L/min，喷头转速190r/min和作用时间为10min。最后，本文比较了三类除气实验在作用时间相同时的平均除气率，分析得出：超声波除气处理能力有限，若熔体量较大，需要较长时间达到最佳除气效果。旋转吹气除气的处理能力较强，但除气能力低于超声波除气。复合除气由于超声波空化和旋转吹气气泡的共同作用，除气动力学过程进一步优化，除气能力和处理能力提高，除气效率明显优于单一除气方法。

关键词：铝合金熔体超声波旋转吹气复合除气