连续冷却电磁搅拌对Al-25％Si合金初生硅形貌的影响.pdf

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1、连续冷却电磁搅拌对AI-25％Si合金初生硅形貌的影响张家涛，樊刚，彭著刚，孙淑红(昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南昆明650093)摘要：本文研究了AI一25％Si合金在半固态连续冷却电磁搅拌条件下合金初生硅形貌的变化。在3。C／min、6。C／min的冷却速度下，在不同搅拌时间，发现初生硅得到破碎细化，初生硅边角钝化；当搅拌至20,--30min时，初生硅尺寸变化不大，分布趋于均匀，当搅拌超过30min时，初生硅又团聚长大。关键词：半固态；过共晶A1．Si合金；电磁搅拌；初生硅中图分类号：TGl46．21Effec

2、tofContinnoesCoolingElectromagneticStirringonPre-eutecticSiMorphologyofA!一SiAlloyZHANGJia-tao，FANGang，PENGZhu-gang，SUNShu-hong(FacultyofMaterialsandMetallurgicalEnginegring，KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming，Yunnan650093，China)Abstract：Thevariouspre—e

3、utecficSimorphologiesofA1．25％Sialloyareanalyzedundersemi．solidcontinuouscoolingelectromagneticstirringin。thispaper．Indifferenttime，withthecoolingvelocitiesof3"(2／min、6。C／min，theexperimentsshowthatthepre-eutecticSibeginstobebrokenupandfined，anditsanglesofcomerareob

4、tuse．Whenthestirringtimeisbetween20minand30min，thedimensionofpre—eutecticSivariesmildlyandtrendstoequality．Whenthetreatingtimeisupto30min，thepre·eutecticSistartedtobereunited．Keywords：semi-solid；hypereutecticA1-Sialloy；electromagneticstirring；pre—eutecticSi过共晶铝硅合金

5、以其良好的耐磨性及热稳定性一直被认为是一种理想的耐磨、耐热材料。过共晶A1．Si合金中初生Si的显微硬度很高，为HVl000～1300，而e(A1)的显微硬度仅为HV60～100[11。随着硅含量的提高，合金的加工性能会明显降低：当硅含量高于17％后，合金中粗大板条状初生硅相使合金的脆性增大，严重降低其机械性能、机加工过程中刀具磨损厉害12J。因此，寻求一种可改变合金初晶硅板条状结构、无切削或少切削的近终成形方法以制备过共晶铝硅合金制品对生产耐热耐磨类零件具有重要意义。改善初生Si的形貌、减小初生Si的尺寸，是提高过共晶铝

6、硅合金力学性能和改善切削加工性能的重要途径。半固态技术就是其中的方法之一。目前最常用的半固态方法主要是机械搅拌法、电磁搅拌法和喷射沉积法等。其中电磁搅拌法是利用线圈产生的磁场使合金液产生旋转，从而将析出的枝晶打碎，该方法具有不污染金属液(合金液)纯净、不卷入气体、电参数控制方便、可生产连续流变浆料等优点。基于上述原因，本论文采用电磁搅拌的方法来研究连续冷却搅拌作者简介：张家涛(1970～)，男，湖北仙桃人，讲师。主要研究方向：新材料制备与加工。电子信箱：kmzhangjt@sohu．tom对过共晶铝硅合金初生硅形貌的影响。

7、1实验方法实验用ZLl02合金和结晶硅配制25％的过共晶铝硅合金。实验利用自制的电磁搅拌装置对合金熔液进行搅拌，坩埚用保温材料保温，并利用可控发热管加热来控制温度的变化，使温度以一定的速度均匀下降。将保温坩埚放到电磁搅拌装置中，把坩埚预先加热至580℃。第一组实验为：将760℃的A1．25％Si合金液浇人坩埚中，盖上坩埚盖，连接好测温装置，感应线圈通电开始搅拌，调节发热管电压，使温度以3。C／min均匀下降，当搅拌分别至10min、20min、30min、40min和60min时，用取样坩埚取样，立即进行淬火，以固定此时的

8、半固态组织。第二组实验为：将760℃AI．25％Si合金液浇入坩埚中，开始搅拌后，调节发热管电压，使温度以6"C／min均匀下降，分别搅拌10rain、20min和30min，其它步骤和第一组相同。试样经过粗磨、细磨和抛光，再经0．5％的HF水溶液浸蚀，在光学显微镜下观察合金的显微组织。2实验结果与分析