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在铝合金的半连续铸造过程中,由于铝熔体在熔炼、浇注过程中表现出来的容易吸收气体等特性,导致熔体中的气体含量超出所允许的范围,造成材料机械强度和力学性能大大降低。因此,在铝合金的铸造过程中需要采取相应的工艺措施,去除铝合金中过高的气体含量。超声除气技术作为一种新型环保洁净的除气方法是当前研究的热点和未来铸造技术一个新的发展方向。本文以7050铝合金作为超声除气的研究对象,主要研究内容包括以下几方面: 1、阐述了铝熔体中气体的来源,详细地分析了在铝合金熔融状态下气体形成“吸附—扩散—溶解”运动进入铝熔体的动力学过程。着重描述了超声波处理金属熔体时的能量传递特性,为超声除气机理分析和试验展开提供了空化效应理论基础。 2、根据液体“似晶模型”理论,从原子动力学模型的角度,分析了超声外场对7050铝熔体中氢原子扩散的强化作用机制;从浓度梯度,温度梯度,压力梯度这三种传质推动力定性的分析超声空化效应及其空化泡的脉动过程对7050铝熔体除气的作用机制。 3、通过改变施加于7050铝熔体中的超声相关参数,实施一系列工况的试验,试验结果表明:在一定超声功率范围内(105W~240W),7050铝合金熔体中氢含量随着超声功率的增加而逐渐减少;共振条件下7050铝合金熔体中除气效果好于非共振条件下的情况;在700℃~720℃温度范围内的除气效率远大于640℃~660℃温度范围内的除气效率;施振深度增加时,工具杆端面振幅减小,振动强度降低,除气效果减弱;动态间歇性超声施振作用下获得的7050铝熔体除气效果好于常规静态连续时的除气效果,功率从大到小变换间歇施振时获得的7050铝熔体的除气效果明显好于功率从小到大变换时的除气效果。