發(fā)布時間：2017-08-08 23:15

  本文關鍵詞：鋁合金熔體超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復合除氣技術(shù)研究

  更多相關文章： 鋁合金熔體 超聲波 旋轉(zhuǎn)吹氣 復合除氣

【摘要】：鋁合金作為一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料，以其眾多優(yōu)良的性能，在很多領域都有廣泛的應用。特別是其較高的比強度，令其在航空航天方面有獨特的應用優(yōu)勢。從用量來看，鋁合金的使用量也位居世界前列。但鋁合金在熔鑄時存在易吸氣的問題，極易導致鋁合金鑄件出現(xiàn)氣孔和縮松等缺陷。隨著對鋁合金熔體純凈度要求的不斷提高，單一除氣技術(shù)已難滿足需求，需要研制更高效和處理能力更強的復合除氣新技術(shù)。因此，本文將旋轉(zhuǎn)吹氣除氣和超聲波除氣相結(jié)合，研究復合除氣方法用于鋁合金熔體高效除氣的可行性。 首先，本文從原理上分別對鋁合金熔體吸氣、超聲波除氣和旋轉(zhuǎn)吹氣除氣的動力學過程進行了分析。在此基礎上，把超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復合除氣的動力學過程歸結(jié)為超聲波空化的空化泡崩潰對旋轉(zhuǎn)吹氣除氣過程中的氫原子擴散傳質(zhì)增強作用和凈化氣體氣泡破碎作用，以及旋轉(zhuǎn)吹氣產(chǎn)生的凈化氣體氣泡對上浮空化泡的攜載保護作用，從理論上得出復合除氣方法的除氣效率優(yōu)于單一除氣方法的結(jié)論。 基于上述結(jié)論，本文自行研制了超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣除氣設備，并采用正交實驗設計方法，分別進行了超聲波除氣、旋轉(zhuǎn)吹氣除氣和復合除氣實驗,采用RPT方法現(xiàn)場檢測熔體含氣量。得出了每種除氣方法處理（6.3kg）熔體時的最優(yōu)參數(shù)組合，深入分析了每種除氣方法的工藝參數(shù)對除氣效果的影響。超聲波除氣實驗證明，隨著超聲功率增大和作用時間加長，除氣效果逐步提高，但隨著靜止時間增加，除氣效果逐漸降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：超聲波功率值為1800W，作用時間15min和靜止時間3min；旋轉(zhuǎn)吹氣除氣實驗證明，隨著噴頭轉(zhuǎn)速和吹氣流量增大，除氣效果逐步提升，隨著作用時間增加，除氣效果先增加而后降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：噴頭轉(zhuǎn)速410r/min，吹氣流量6L/min和作用時間10min；復合除氣實驗證明，隨著超聲功率、吹氣流量和作用時間的增大，除氣效果逐步提升；隨著噴頭轉(zhuǎn)速的增大，，除氣效果逐漸降低，最優(yōu)參數(shù)組合為：超聲功率1800W，吹氣流量6L/min，噴頭轉(zhuǎn)速190r/min和作用時間為10min。 最后，本文比較了三類除氣實驗在作用時間相同時的平均除氣率，分析得出：超聲波除氣處理能力有限，若熔體量較大，需要較長時間達到最佳除氣效果。旋轉(zhuǎn)吹氣除氣的處理能力較強，但除氣能力低于超聲波除氣。復合除氣由于超聲波空化和旋轉(zhuǎn)吹氣氣泡的共同作用，除氣動力學過程進一步優(yōu)化，除氣能力和處理能力提高，除氣效率明顯優(yōu)于單一除氣方法。
【關鍵詞】：鋁合金熔體 超聲波 旋轉(zhuǎn)吹氣 復合除氣
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 課題來源11
• 1.2 課題研究的目的及意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3.1 吸附凈化法12-14
• 1.3.2 非吸附凈化法14-16
• 1.3.3 復合凈化法16-18
• 1.3.4 總結(jié)與評價18-19
• 1.4 課題研究內(nèi)容19-20
• 第2章 鋁合金熔體復合除氣原理研究20-30
• 2.1 鋁合金熔體吸氣原理分析20-22
• 2.1.1 鋁合金熔體中的氣體及來源20-21
• 2.1.2 鋁合金熔體吸氣過程分析21-22
• 2.2 鋁合金熔體超聲波除氣原理分析22-25
• 2.2.1 超聲波空化22
• 2.2.2 鋁合金熔體超聲波除氣過程動力學分析22-25
• 2.3 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣原理分析25-27
• 2.3.1 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣過程熱力學分析25
• 2.3.2 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣過程動力學分析25-27
• 2.4 鋁合金熔體超聲波與旋轉(zhuǎn)吹氣復合除氣原理分析27-29
• 2.4.1 超聲波除氣對旋轉(zhuǎn)吹氣除氣過程的增強作用27-28
• 2.4.2 旋轉(zhuǎn)吹氣除氣對超聲波除氣過程的攜載作用28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 鋁合金熔體復合除氣實驗30-38
• 3.1 實驗設備30-32
• 3.1.1 熔化設備30
• 3.1.2 鋁合金熔體除氣設備30-31
• 3.1.3 減壓凝固測氫裝置31-32
• 3.2 實驗材料32-33
• 3.3 實驗方法33-37
• 3.3.1 鋁合金熔煉工藝33
• 3.3.2 鋁合金熔體超聲波除氣實驗33-34
• 3.3.3 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣實驗34-35
• 3.3.4 鋁合金熔體超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復合除氣實驗35-36
• 3.3.5 減壓凝固測定含氫量36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 鋁合金熔體復合除氣實驗結(jié)果分析38-66
• 4.1 鋁合金熔體超聲波除氣實驗結(jié)果分析38-46
• 4.1.1 不同條件下鋁合金熔體超聲波除氣效果計算38-39
• 4.1.2 鋁合金熔體超聲波除氣正交實驗結(jié)果分析39-42
• 4.1.3 單個因素對鋁合金熔體超聲波除氣效果的影響42-46
• 4.2 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣實驗結(jié)果分析46-53
• 4.2.1 不同條件下鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣效果計算46-47
• 4.2.2 鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣正交實驗結(jié)果分析47-49
• 4.2.3 單個因素對鋁合金熔體旋轉(zhuǎn)吹氣除氣效果的影響49-53
• 4.3 鋁合金熔體超聲波和旋轉(zhuǎn)吹氣復合除氣實驗結(jié)果分析53-61
• 4.3.1 不同條件下鋁合金熔體復合除氣效果計算53
• 4.3.2 鋁合金熔體復合除氣正交實驗結(jié)果分析53-56
• 4.3.3 單個因素對鋁合金熔體復合除氣效果的影響56-61
• 4.4 鋁合金熔體不同除氣方法間的對比分析61-64
• 4.4.1 超聲波除氣和旋轉(zhuǎn)吹氣除氣的除氣效果對比分析61-62
• 4.4.2 超聲波除氣和復合除氣的除氣效果對比分析62-63
• 4.4.3 旋轉(zhuǎn)吹氣除氣和復合除氣的除氣效果對比分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻67-73
• 致謝73

【參考文獻】

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本文編號：642476