超声波金属熔体的影响因素

超声波对金属熔体具有明显的作用,要达到预期的效果,这就涉及到了决定超声波处理效果的一系列因素,它们主要包括超声波功率/熔体温度/超声波作用时间/变幅杆插入位置/铸型等。

功率

超声波功率主要通过空化作用/声流效应和热效应影响金属熔体凝固过程。通常超声功率越大,空化作用就更强烈,对晶粒细化作用就更明显;声流效应能对熔体产生搅拌作用,从而使粗大的晶粒破碎,并抑制晶粒生长,使晶粒细小均匀而弥散,当功率增大时,声流速度增大,搅拌效果更明显,因而提高细化效率。

温度

当在较低的凝固温度引入超声波时,受金属液粘度的影响,空化气泡的产生与破裂都将变得愈发困难,导致空化作用的效果大幅度减弱;因为粘度的变化,加大了超声波的衰减,导致声流效应减弱,对金属液体的搅拌作用变小,影响处理效果。

加载时间

当超声振动处理时间太短时,空化作用较弱,内部形核不充分,所产生的振动搅拌作用也没有足够的能量将二次及三次树枝状粗大晶粒打碎,最终获得的等轴晶区域也只分布在靠近变幅杆附近。

变幅杆插入位置

变幅杆插入位置影响超声细化效果主要是因为超声波的衰减效应,所以为了保证超声波充分作用于金属熔体,获得想要的处理效果,必须在超声波处理金属熔体时,保证超声波的发射面与待处理熔体区域尽可能的多接触。

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