機(jī)械振動對A356鋁合金充型及凝固的影響研究.pdf

1、本文以A356鋁合金為研究對象，對其重力充型和凝固過程施加低頻機(jī)械振動力場，研究了振動頻率、振幅及振動方向?qū)356鋁合金充型和凝固過程的影響。
　　 通過自行設(shè)計的機(jī)械振動實驗裝置進(jìn)行了充型凝固實驗，測試了A356合金的流動性、縮孔縮松、針孔、晶粒大小及力學(xué)性能隨振動頻率、振幅和振動方向的變化規(guī)律。實驗結(jié)果表明：(1)在振幅0.9mm垂直方向振動時，振動頻率在15Hz時合金流動性達(dá)到最高；振動頻率50Hz垂直振動時，振幅在0.

2、3mm時合金流動性最好，以后隨著振動頻率和振幅繼續(xù)增加，流動性下降；在頻率50Hz，振幅0.9mm時，垂直方向振動(振動方向角為90°)更有利于提高流動性，隨振動方向角減小，流動性降低。(2)振動破碎枝晶后補(bǔ)縮通道擴(kuò)大，延緩?fù)ǖ婪忾]時間，隨著振動頻率或振幅增大，合金液補(bǔ)縮速度增大，補(bǔ)縮效率提高，試樣縮孔縮松減輕；改變振動方向時，隨著振動方向角增加，試樣縮孔縮松減輕。(3)振動頻率或振幅或振動方向角增大，小氣泡的集聚長大速度及上浮速度都提

3、高，針孔程度隨之減輕，并逐漸向冒口區(qū)移動。(4)隨著頻率或振幅的增加，晶粒逐漸變得更細(xì)小，強(qiáng)度和延伸率有所提高。振幅0.9mm垂直方向振動時，當(dāng)頻率增加到30Hz時強(qiáng)度和延伸率達(dá)到峰值；頻率50Hz垂直方向振動時，振幅在0.3mm時強(qiáng)度與延伸率達(dá)到最高。隨著振動頻率或振幅繼續(xù)增加，強(qiáng)度延伸率都下降；在頻率50Hz，振幅0.9mm時，隨著振動方向角的增大，晶粒變細(xì)，但強(qiáng)度和延伸率降低。
　　 對振動影響金屬液流動性、補(bǔ)縮效果、氣體

4、的析出和逸出以及晶粒細(xì)化的機(jī)理建立了振動充型和凝固模型并進(jìn)行了理論研究和推導(dǎo)，研究表明：垂直方向振動時，隨著振動頻率或振幅的增大，合金液流動性提高；平均補(bǔ)縮速度提高，枝晶破碎使補(bǔ)縮通道擴(kuò)大，封閉時間延緩，冒口補(bǔ)縮能力提高；有助于小氣泡及夾雜物的碰撞、聚集，加快氣泡夾雜的長大、上浮及溢出速度；增大二次枝晶最大應(yīng)力，有利于對枝晶的破碎，細(xì)化晶粒。但同時振動頻率或振幅太大，振動強(qiáng)度太大，導(dǎo)致流體紊流程度增大，流動的附加阻力增大，反而使金屬液流