Üst düzey deforme alüminyum alaşımının döküm mikroyapısının tahıl arıtılması

1.1 Hızlı katılaşma yöntemi

Hızlı katılaşma, ince tanecikli yapılar elde etmek için yüksek soğutma hızlarının kullanılmasıdır. Tipik olarak, tane boyutu artan soğutma hızıyla azalır. Aynı zamanda, hızlı soğutma, tanelerin daha düzgün bir iç yapısını elde etmek için dendrit aralığını da azaltabilir ve bu da sonraki işleme deformasyonu üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Hızlı katılaşma yöntemi, deforme olmuş alüminyum alaşımlarının geleneksel döküm yöntemlerinde (yarı sürekli döküm gibi) yaygın olarak kullanılmaz, ancak hızlı soğutma teknolojisi ve toz metalurjisi işleminin kombinasyonu, ince taneli ve düzgün bileşimli büyük boyutlu yüksek alaşımlı külçeler üretebilir. Enjeksiyon kalıplama işlemi tipik bir temsilcidir ve bazı 7××× alüminyum alaşımlı külçeler üretmek için kullanılmıştır.

1.2 Kinetik yöntem

Dinamik yöntem, katılaşma işlemi sırasında metal eriyiğin çekirdeklenme parçacıklarını arttırmak ve taneleri rafine etme amacına ulaşmak için mümkün olduğunca çok çekirdek oluşturmak için çeşitli titreşim yöntemlerinin kullanılmasını ifade eder. Titreşim yöntemleri temel olarak mekanik karıştırma, mekanik titreşim, elektromanyetik karıştırma, ses dalgası ve ultrasonik titreşimi içerir.

(1) Mekanik karıştırma ve titreşim. Alüminyum alaşımlı eriyik, katılaşma işlemi sırasında mekanik karıştırma ve titreşime maruz bırakarak, üç boyutlu bir akış oluşur. Isı transferi ve kütle transferi gibi karmaşık fiziksel ve kimyasal etkiler, eriyiğin yapısını ve enerji dalgalanmasını değiştirir, böylece eriyik bileşimi homojen olma eğilimindedir. ve kristalleşme sürecinin çekirdeklenmesi ve büyümesi için uygun termodinamik ve kinetik koşullar yaratır. Ek olarak, karıştırma ve titreşim ayrıca alaşımlı dendrit kollarının kırılmasını da teşvik eder. Eriyiğe giren dendrit parçaları, yeni tanelerin çekirdeklenmesi için tercih edilen bölgeler haline gelebilir. Çekirdeklenme bölgelerinin artması, daha heterojen çekirdeklenmenin meydana gelebileceği anlamına gelir. Tahıl arıtımı üzerinde önemli etki. Mekanik karıştırma ve titreşim, endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır ve döküm üretiminin önemli bir parçasıdır.

(2) Elektromanyetik karıştırma. Alüminyum alaşımının dökümüne elektromanyetik karıştırma uygulandığında, metal eriyik elektromanyetik alanın etkisi altında düzenli olarak akar, böylece her bir parçanın eriyik bileşimi ve sıcaklığı eşit olma eğilimindedir. Eriyik akış hızının artmasıyla, sütunlu taneler uzunluk ve genişlik bakımından küçülür ve başlangıçta oluşan dendritler ajitasyon altında kırılır ve yeni çekirdeklenme merkezleri olarak işlev görür, bu da çekirdeklenme sayısında önemli bir artışa neden olur; Aynı zamanda, bu güçlü İç eriyiğin konveksiyonu, iç eriyiğin soğutma işlemini hızlandırır, sıcaklık gradyanını azaltır ve ince ve düzgün bir eşit eksenli tane yapısı elde etmek için faydalıdır. Mekanik karıştırma ile karşılaştırıldığında, elektromanyetik karıştırma ve mekanik karıştırma aynı amaç ve işleve sahiptir. Aradaki fark, birincisinin düzenli metal akışını teşvik etmek için elektromanyetik indüksiyon tarafından üretilen elektromanyetik kuvveti kullanması, ikincisinin ise karıştırıcı kamyonlar veya manipülatörler gibi mekanik kuvvetlerle elde edilmesidir. Hepsi mühendislikte uygulanmıştır.

• Ultrasonik titreşim. Ultrason yüksek frekanslı bir ses dalgasıdır. Sıvı içinde yayılırken, sıvı molekülleri akustik kavitasyon ve akustik akış efektleri üretmek için periyodik alternatif ses alanlarının etkisine maruz kalır. Eriyikteki akış alanında, basınç alanında ve sıcaklık alanında değişikliklere neden olurlar, bu da yerel yüksek sıcaklık ve yüksek basınç etkilerine neden olur. Sıvının titreşimi, dendrit kollarının katılaşma cephesinden düşmesini ve eriyikte heterojen çekirdeklenme çekirdekleri gibi davranmasını sağlar ve ultrasonik dalgaların eriyik üzerindeki dağılım etkisi, parçacık dağılımını daha düzgün hale getirir. Ek olarak, ultrasonik metalurji, bir eriyik arıtma teknolojisi olan gaz ve cürufu kaldırabilir.