低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程的影响 (2010年)

在传统热顶铸造过程中施加低频电磁场,使用热电偶测量了稳定铸造阶段从铸锭中心到边部不同位置的冷却过程,得到了铸锭内部的温度分布,分析了低频电磁场对传统热顶铸造 6063铝合金凝固过程、宏观组织和表面偏析层厚度的影响。实验表明 :低频电磁场使铝熔体产生的强制对流使熔池内的温度分布更加均匀,促进了铝熔体过热的散失,使熔池内的温度低于 6063铝合金的液相线温度,提高了熔池内部形核质点的数量,在没有添加细化剂条件下使铸锭宏观组织均匀细小,降低了液穴深度。铝熔体流动速度的加快能增强石墨环与铝熔体之间的换热,使结晶器 ### 低频电磁场对传统热顶铸造6063铝合金凝固过程的影响 #### 摘要 本文探讨了低频电磁场(Low-Frequency Electromagnetic Field, LFE)在传统热顶铸造过程中对6063铝合金凝固过程的影响。通过实验观察，在施加低频电磁场的情况下，铝熔体中的强制对流得到加强，从而导致熔池内的温度分布更为均匀，并促进了铝熔体过热的散失。这一过程使得熔池内的温度能够降至6063铝合金的液相线温度以下，进而增加了熔池内部形核质点的数量。结果表明，在未添加细化剂的情况下，这种处理方式能够使铸锭的宏观组织变得更加细小且均匀，并减少了液穴深度。此外，铝熔体的流动速度加快也有助于提高石墨环与铝熔体之间的换热效率，进而改善结晶器内的铸锭表面质量。 #### 关键知识点 1. **低频电磁场(LFE)的应用** - 在传统的热顶铸造过程中引入低频电磁场，可以改变铝熔体的流动特性。 - 这种改变导致铝熔体中的强制对流现象得到增强，有助于提高温度分布的均匀性。 2. **温度分布的变化** - 由于低频电磁场的作用，铝熔体内部的温度分布更加均匀。 - 这一变化促使熔池内的温度降至6063铝合金的液相线温度以下，有利于凝固过程中的形核过程。 3. **形核质点数量增加** - 温度分布的均匀化和过热的散失促进了形核质点的数量增加。 - 更多的形核质点有助于形成更加细小且均匀的微观结构，即使在不添加细化剂的情况下也是如此。 4. **铸锭宏观组织的改善** - 在低频电磁场的作用下，铸锭的宏观组织变得细小且均匀。 - 减少了液穴深度，这有助于提高铸锭的整体性能和稳定性。 5. **表面质量的提升** - 铝熔体流动速度的加快增强了石墨环与铝熔体之间的换热效率。 - 这种强化的换热效果有助于上移铸锭表面初始凝壳点的位置，减少铝熔体与结晶器的有效接触高度，从而提高了铸锭的表面质量。 #### 实验方法与结果 - **实验设计**：在传统热顶铸造过程中施加低频电磁场，使用热电偶测量稳定铸造阶段从铸锭中心到边部不同位置的冷却过程，以获取铸锭内部的温度分布情况。 - **实验结果**：结果显示，低频电磁场不仅使铝熔体产生的强制对流现象显著增强，而且使熔池内的温度分布更加均匀，从而促进了铝熔体过热的散失。这些因素共同作用下，熔池内部的温度降低至6063铝合金的液相线温度以下，增加了形核质点的数量。在无细化剂的情况下，铸锭的宏观组织变得更加细小且均匀，同时液穴深度也有所减少。此外，铝熔体流动速度的加快还增强了石墨环与铝熔体之间的换热效率，从而提高了铸锭的表面质量。 低频电磁场的应用对传统热顶铸造6063铝合金的凝固过程产生了积极的影响，特别是在提高铸锭的微观结构和表面质量方面。这些发现为优化铝合金铸造工艺提供了新的思路和技术手段。