利用高频磁场去除铝合金中的非金属夹杂

【作者】 王义海；

【导师】 曹志强；

【作者基本信息】 大连理工大学 ， 材料加工工程， 2003， 硕士

【摘要】 电磁净化技术作为材料电磁加工技术的一个分支，已经逐渐发展成为具有广 阔应用前景的新型金属熔体净化工艺。在各种电磁力施加方式中，外加高频交变 磁场方式有其特有的优点：只需通过提高电磁力密度就可以去除熔体中微米级的 夹杂，而无需添加任何净化介质，熔体流经置于磁场中的分离器就可以达到分离 的目的，因此不会对合金造成污染，而且夹杂的去除效率受夹杂物颗粒粒径的影 响小，比较适合于微小夹杂物的去除。 针对高频线圈感生磁场作用下分离铝熔体中非金属夹杂的特点，本文在已有 的相关研究基础上，进一步研究了，静止状态下，铝熔体中非金属夹杂物的运动 和分离规律，推导得到了实心圆柱熔体中球形夹杂物颗粒在高频磁场中所受电磁 排斥力的计算公式。并就实心圆柱状熔体在静止状态下的各工艺参数对电磁净化 效率进行了分析和讨论，结果表明，在熔体静止状态下，rl／6值对分离效率的影 响与频率有关，频率高，则rl／6的取值范围也宽，一般的在r1／6=2．6左右可得 到分离效率的最大值。 在现有的实验设备条件下分别以TM(电气石)、SiC、A1203和Si作为铝合 金中的夹杂物进行了实验，结果表明，在频率为30～40kI-Hz、电流强度为4A时， 分离效果比较好；但是TM颗粒的分离效果比较差，由于结晶水的存在，试样的 表面存在很多气孔。分离器中初生Si相的迁移行为与电磁作用时间、分离器管 径、磁场频率等参数有关；对SiC来说，颗粒尺寸的影响非常明显；另外，对 A1203的分离也取得了一定的效果，而且感应线圈内不同径向位置分离通道内夹 杂物颗粒的电磁分离效果差别很小，不同轴向位置的电磁分离效果差别则比较明 显。 理想的有限长螺线管线圈通电流后会产生中心对称的磁场，磁场在线圈端 部、特别是靠近线圈内壁处会产生急剧变化，增大长径比b／a可使磁场强度在轴 向和径向分布得更均匀些。用小线圈法测定的实际线圈中磁场强度的分布比理论 计算结果稍微偏小。更多还原

【Abstract】 As an offset of the electromagnetic processing technology, electromagnetic separation tech