半固态加工~特种铸造及有色合金2011年年会专刊——

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1、半固态加工～特种铸造及有色合金2011年年会专刊——间接超声振动制备ZL201铝合金半固态浆料戴维吴树森吕书林林冲万里(华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室)摘要采用所谓间接超声振动方法。即工具头在盛熔体的金属杯外面进行超声振动，制备ZL201铝合金半固态浆料。主要研究了启振温度和振动时间对浆料微观组织的影响，以及超声振动作用下整杯浆料的初生晶粒分布。结果表明。在液相线以上附近温度，对熔体进行60s左右的间接超声振动。可以获得平均晶粒直径为70／am，形状系数为0．55的半固态浆料。在60s

2、的振动时间内，晶粒平均直径和形状系数呈现出一直增大的趋势，但是60s后平均形状系数有所降低。整杯浆料中各处浆料组织基本均匀一致。顶部和底部晶粒的平均直径略大于中部。在靠近杯壁1～3rnrn的区域发现大量游离晶核，表明间接超声振动还具有高频机械振动的效果．关键词间接超声振动；铝合金；半固态浆料；空化效应中圈分类号TG249．2文献标志码A文章编号201l(S)--0390--05Semi—solidSlurryPreparationofZL201AluminumAIloybyIndirectUltra

3、sonicVibrationDaiWei。WuShusen，LvShulin，LinChong，WanLi(StateKeyLabofMaterialsProcessingandDie&MouldTechnology．HuazhongUniversityofScienceandTechnology)Abstract：TheprocessofsemisolidZL201alloyslurrypreparedbyindirectultrasonicvibration(IUV)，inwhichthehor

4、nisvibratedundertheoutsideofthemetalliccupcontainingalloymelt，wasinvestigated．TheresearchmainlyincludedtheeffectsoflUVtemperatureandtimeonthemorphologyofthesemisol—idslurry。andthedistributionofprimarycrystalsinthewholecupundertheIUVwasalsostudied．There

5、sultsindicatethatafterapplyingtheIUVfor60Snearorabovetheliquidustemperature。thesemisolidslurrywithgrainshapecoefficientof0．55andaveragegraindiameterof70pmcanbeobtained．DuringtheIUVtimeof60S，grainshapecoefficientandaveragegraindiameteraresteadilyincreas

6、ing，butthegrainshapecoefficientshowsadeclineafter60s．Thegraindistributionofthewholecupisfundamental—lyuniform，andtheaveragegraindiameterofthetopandthebottomisslightlybiggerthanthemiddle．Alargequantityoffreegrainsisobservednearthecupwallwithin1to3mmtoth

7、eedge，whichindicatedthatIUVhadtheeffectOfhigh—frequencymechanicalvibration．KeyWords：IndirectUltrasonicVibration，AluminumAlloy，SemisolidSlurry，CavitationEffect半固态成形技术(SSF)起源于20世纪70年代，在美国麻省理工学院Flemings教授等的努力下，其基本概念、理论和技术逐步创立。目前制备铝合金半固态浆料的主要方法有机械搅拌法LI】。喷射

8、沉积法【2】，电磁搅拌法[3]，剪切低温浇注法‘¨，应变诱发激活法L5]和高能超声振动法HJ3等。其中高能超声振动法以其工艺流程简单、制浆效率高的优势，具有广阔的应用前景。高能超声振动作用于熔体的方式有两种，一种是直接与熔体接触，传递效率高，但是变幅杆容易被高温熔体腐蚀。另一种方式是将超声作用在样杯上，通过样杯壁传递到熔体内部，这样就有效地避免了变幅杆的腐蚀。国内外关于间接超声振动制备半固态浆料的报道并不多见[8]，因此对该技术的进一步研究具有现实意义。目前A356铝