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