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本文系统地研究了电磁搅拌制备半固态过共晶Al-Si合金浆料过程中,搅拌强度和冷却速度对浆料组织中初生Si等效直径、聚集现象的影响,从而为工业化电磁搅拌制备半固态过共晶Al-Si合金浆料工艺参数的确定提供依据。 对于二元过共晶Al-Si合金和多元过共晶Al-Si合金,在电磁搅拌制备半固态浆料过程中,搅拌强度和冷却速度是影响浆料质量的主要因素,本文对两种合金进行了一系列试验,结果表明: 对于二元过共晶Al-Si合金,冷却速度和搅拌强度对初生Si有着很大的影响:在搅拌电流20A时,存在最佳冷却速度12℃/min,此时初生Si的等效直径最小,达到56.2∝m,当冷却速度小于12℃/min时,初生Si等效直径随着冷却速度的减小而逐渐增大;当冷却速度大于12℃/min时,初生Si等效直径随着冷却速度的增大而逐渐增大。在一定的冷却速度时,随着搅拌强度的降低,初生Si的聚集现象逐渐减少,等效直径逐渐减小,在冷却速为8℃/min,搅拌电流为8A时,初生Si的等效直径最小,可达到41.9∝m。 对于多元过共晶Al-Si合金,冷却速度和搅拌强度对初生Si的影响有相似的规律:在搅拌电流22A时,最佳冷却速度为15℃/min,此时,初生Si的等效直径最小,达到32.0∝m;在冷却速度为8℃/min,搅拌电流为8A时,初生Si的聚集现象消失,等效直径达到44.80∝m。 根据上述关于冷却速度和搅拌强度对初生Si影响的研究,本文提出了初生Si的形核、运动、聚集机理:1、初生Si在坩埚壁处形核;2、初生Si的向中心运动;3、初生Si游离到中心后,由于分布密度较大,因而颗粒之间容易发生碰撞聚集;4、部分聚集初生Si颗粒由于密度较小而上浮。利用本机理解释了冷却速度和搅拌强度对初生Si的影响规律,因而本机理可以指导电磁搅拌制备半固态过共晶Al-Si合金浆料。