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双频磁场作用下铝合金半连续铸造工艺研究

作　者: 李吉相
导　师: 崔建忠；赵志浩
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 低频磁场中频磁场双频磁场铝合金半连续铸造表面质量铸态组织
分类号: TG292
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本课题是教育部青年教师基金项目(双频组合磁场作用下铝合金半连续铸造过程中熔体凝固行为研究)的部分内容,其目的是开发一种双频组合磁场铝合金DC铸造新工艺,以达到同时改善铸锭表面质量和内部组织的目的。本文的研究内容包括：设计制作了双频磁场实验设备,通过改变中低频线圈的放置位置以及施加电磁屏蔽,设计出了三种不同的实验设备。考察了不同实验方案条件下,低频磁场、中频磁场以及双频磁场对铸锭质量的影响。分析了铝合金半连续电磁铸造中低频磁场、中频磁场和双频组合磁场对改善铸锭表面质量和铸态组织的作用原理。通过实验分析和讨论得出以下结论：(1)两个双频线圈上下放置时,两个线圈形成的磁场不能同时集中作用于结晶器内石墨环附近的铝合金的熔体,放置在下部的低频线圈离结晶器较远,致使单独施加低频磁场对铸态组织的影响不明显；施加中频磁场可以改变DC铸造过程中熔池液面形态,增大熔池中液面的凸起高度,提高铸锭表面质量,减小铸锭皮下偏析层厚度。(2)两个线圈里外放置时,两个线圈形成的磁场可以同时集中作用于结晶器内石墨环附近的铝合金的熔体；单独施加低频磁场可以很好的细化铸态组织,单独施加中频磁场可以细化铸锭边部组织,但铸锭中部组织粗大；中、低频磁场同时施加时,由于中频磁场的热效应削弱了低频磁场对铝合金铸锭组织的细化效果,所以双频磁场对铸锭组织的改善作用较低频磁场弱。(3)两个线圈里外放置并在中频线圈内施加电磁屏蔽时,单独施加低频磁场可以很好的细化铸态组织；同时施加中低频磁场时,铸锭的铸态组织与单独施加低频磁场的铸态组织相差不大,电磁屏蔽可以很好的消除中频磁场的热效应对铸锭铸态组织的不利影响。综上所述,在常规DC铸造过程中施加双频磁场时,通过合理地布置双频线圈位置,适当地施加磁场屏蔽,可以显著细化铸态组织,提高铸锭表面质量,达到提高铝合金铸锭质量的目的。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-22
  1.1 我国铝加工工业的研究和发展现状  10
  1.2 铝合金半连续铸造技术  10-13
    1.2.1 半连续铸造的发展  10-11
    1.2.2 半连续铸造原理  11
    1.2.3 铝合金半连续铸造技术存在的问题  11-13
  1.3 材料电磁过程研究的发展现状  13-14
  1.4 材料电磁技术在铝合金材料制备中的应用  14-21
    1.4.1 单一电磁场在铝合金半连续铸造中的应用  14-18
    1.4.2 组合电磁场在半连续铸造中的应用  18-21
  1.5 本文的研究目的和主要内容  21-22
第2章实验内容  22-30
  2.1 实验合金及熔炼方法  22
  2.2 实验方案  22-26
    2.2.1 双频线圈上下放置(实验方案一)  23-24
    2.2.2 双频线圈里外放置(实验方案二)  24-25
    2.2.3 施加电磁屏蔽(实验方案三)  25-26
  2.3 表面形貌观察  26
  2.4 宏观组织观察  26-28
  2.5 微观组织观察  28-30
第3章线圈位置对铸锭组织的影响  30-62
  3.1 双频线圈上下放置条件下铸锭的表面质量及铸态组织  30-43
    3.1.1 铸锭表面质量  30-38
    3.1.2 铸锭铸态组织  38-43
  3.2 双频线圈里外放置条件下铸锭的表面质量及铸态组织  43-54
    3.2.1 铸锭表面质量  43-45
    3.2.2 铸锭铸态组织  45-54
  3.3 施加屏蔽对双频线圈作用效果的影响  54-62
    3.3.1 铸锭表面质量  54-55
    3.3.2 铸锭铸态组织  55-62
第4章结论  62-64
参考文献  64-70
致谢  70

双频磁场作用下铝合金半连续铸造工艺研究

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