铝在酸性AlCl_(3)-EMIC和AlCl_(3)-BMIC离子液体中的阳极溶解

1-乙基-3-甲基咪唑氯盐(EMIC)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIC)与氯化铝(AlCl_(3))形成的离子液体是电解铝用离子液体中最具有工业应用前景的2种离子液体。本文采用线性伏安、计时电流、计时电位、恒电压电解、恒电流电解等电化学实验方法对比搅拌和不搅拌条件下,铝在酸性AlCl_(3)-EMIC和AlCl_(3)-BMIC 2种离子液体中的阳极溶解,以筛选出较优的电解质体系,并探究搅拌、温度、电流密度、电位等工艺参数对电解过程的影响,为工业放大提供基础数据。

180mm×240mm矩形坯结晶器电磁搅拌参数优化研究

对180 mm×240 mm断面结晶器电磁搅拌器的磁力矩进行测量与分析,确定了该方型结晶器电磁搅拌的优选频率为3.5 Hz。在S45C钢种上进行3.5 Hz频率下不同电流强度下的结晶器电磁搅拌变参数试验。通过对中心碳偏析和铸坯特定位置夹杂物大小数量的统计分析,确定了180 mm×240 mm方型结晶器电磁搅拌的优选参数为280 A、3.5 Hz,此参数状态下,可充分发挥结晶器电磁搅拌的优势,改善铸坯质量,同时还可避免较大夹杂物的卷入。

板坯二冷辊式电磁搅拌对铸坯偏析的影响

为解决铸坯中心偏析导致成形过程中存在厚度方向四分之一分层开裂、中心开裂、焊接不良等质量问题,开展了连铸电磁搅拌工艺研究。基于理论计算,优化了电磁搅拌安装位置、频率、电流等工艺参数;通过生产实践及铸坯低倍结果分析,表明电磁搅拌安装位置为三段扇形段,频率为5Hz,电流400A,工艺最优,中心偏析控制低于C类2.0级占比由40.81%提升至88.9%,因偏析导致的四分之一分层开裂、中心开裂、焊接不良等质量问题得到有效改善。

“电弧+搅拌摩擦”复合增材制造铝/钢的组织和耐腐蚀性分析

为了实现铝/钢复合结构的灵活制造,提出了“电弧+搅拌摩擦”复合增材制造的新方法,即先利用旁路分流熔化极惰性气体保护焊在镀锌的Q235钢表面沉积一层薄的铝合金过渡层,再搅拌摩擦增材制造过渡层和6061铝合金.在电弧沉积过渡层过程中,镀锌层和旁路电弧促进了液滴在钢表面的润湿性和铺展性,获得了平整的表面成形,随后的搅拌摩擦增材制造过程消除了过渡层的气孔和裂纹缺陷,获得了表面成形良好且无缺陷的铝/钢复合结构.研究了不同焊丝成分(Al-Si,Al-Mg)对铝/钢复合结构的组织和耐腐蚀性能影响,结果表明,焊丝成分不会影响焊缝成形,但会影响界面金属间化合物层厚度,Al-Si焊丝的Si元素偏聚在铝/钢界面层附近,可以有效阻止Fe,Al元素的相互扩散,减少金属间化合物的产生.同时填充Al-Si焊丝的铝/钢结构耐腐蚀性好于填充Al-Mg焊丝,这是因为受到界面层金属间化合物的影响,金属间化合物会和基体发生电偶腐蚀,优先腐蚀铝基体,降低铝/钢复合结构耐腐蚀性能.创新点:(1)提出了一种“电弧+搅拌摩擦”复合增材制造铝/钢异种金属的新方法,解决了搅拌针和钢直接接触导致搅拌针受损的问题,同时通过搅拌摩擦增材使电弧堆焊过渡层产生的孔隙和裂纹等缺陷被消除.(2)相比于Al-Mg焊丝,Al-Si焊丝作为过渡层填充材料可以有减少金属间化合物,进而抑制组件电偶腐蚀.

电磁搅拌电流对30MnVS连铸坯显微组织的影响

研究了电磁搅拌电流对易切削非调质钢30MnVS组织和性能的影响。结果表明,电磁搅拌电流由50A增至250A时,连铸坯的等轴晶率提高了53.3%。同时,C、S元素的偏析程度明显降低,下降幅度分别为50%和14.3%。搅拌电流的增大促进了组织中硫化物形貌由杆状转变为球状和块状,分布更为均匀。硫化物形貌和分布的改进,改善了先共析铁素体的分布,从而促进轧材力学性能的提高,其抗拉强度提高了7.8%,伸长率增幅达到24.4%

电磁搅拌电源死区补偿系统设计与实现

电磁搅拌电源输出低失真电流波形是电磁搅拌器负载产生标准的旋转磁场并能长期可靠运行的重要保证。电磁搅拌专用电压型逆变器由于死区的存在不可避免地会对输出电流波形造成影响。针对电磁搅拌专用电压型逆变器死区的影响,对电压逆变器所必需的死区时间和其特性效应进行了分析。根据死区效应分析,结合电磁搅拌负载系统自身属重感性负载,设计了一种实时调整每个载波周期中的实际IGBT导通时间的补偿方法,达到消除死区效应影响的目的,并且通过试验验证了所采用方法可以有效改善输出电流的波形畸变,降低输入至电磁搅拌器负载中电流的谐波含量。

圆坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数优化试验研究

结合某一圆坯连铸结晶器,开展了优化电磁搅拌工艺参数的试验研究,对电磁搅拌电流和频率这两个主要的工艺参数进行了优化.通过研究发现:工作电流和工作频率下连铸坯存在不同的质量问题,2.0级的皮下气泡、1.0级的缩孔及1.5级的中心疏松缺陷的分布比例均为14.28%;搅拌电流由280 A增大到300 A后,铸坯中心区等轴晶率提高约16%,且300 A时等轴晶率趋于饱和;搅拌电流由300 A增大到320 A时,铸坯质量变差.通过试验研究后,给出了优化的电磁搅拌工艺参数.

电磁搅拌作用下电流强度对结晶器内液面波动的影响

以某钢厂准ф250 mm连铸圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,采用电磁—流体单相耦合的方式及流体体积函数VOF模型,建立描述结晶器电磁搅拌作用下液面波动的数学模型,研究电磁搅拌作用下电流对液面波动的影响。结果表明,,随着电磁搅拌强度增强,液面波动变得剧烈,甚至出现卷渣现象。卷渣现象可通过调整搅拌器安装位置,或者调整浸入式水口深度改善。

搅拌磨的研究现状及发展趋势

笔者介绍了搅拌磨的工作原理和发展现状,分析了搅拌磨的存在问题,提出了其今后的发展方向。

影响线性电磁搅拌流场分布的电参数分析

利用ANSYS 5 6软件对单侧线性电磁搅拌作用下的流场分布进行了数值模拟 ,分析了搅拌器的电参数对钢液流动状况的影响·结果表明 ,当其他条件一定时 ,电流的增大可明显提高搅拌作用的强度 ,扩大搅拌作用的区域·磁场在钢液中的衰减速度应用穿透深度来衡量 ,其数值大小不但与电流频率有关 ,而且还与搅拌器的极距有关·当极距小于 0 4m时 ,电流频率对穿透深度的影响不大 ;而当极距大于 0 4m时 ,随电流频率的增加 ,磁场在钢液中的穿透深度逐渐减小·但电流频率的增加 ,使钢液内的磁感应强度和电磁力增大 ,有利于提高搅拌作用的强度 ,扩大搅拌作用的区域·

电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料凝固组织的影响

研究了电磁搅拌对Cu-6%Fe复合材料铸态凝固组织的影响.结果表明,在Cu-6%Fe合金凝固组织中存在铁相富集区域,铁相在铜基体中主要以小球状颗粒存在.电磁搅拌能细化铁相颗粒,减小铁相富集区;施加电磁搅拌后,铁相颗粒具有向铸坯中心集中和成团簇分布的趋势,大颗粒铁相主要出现在铸坯中心,铸坯外缘附近的铁相颗粒较细小.增大搅拌电流,晶粒尺寸逐渐减小,富Fe颗粒逐渐被细化,分布逐渐均匀,但富铁相颗粒向铸坯中心集中.合理的搅拌电流和频率,能使晶粒更加细化,有利于铁相的均匀分布和细化.合理的电磁搅拌电流和频率分别约为100～200A和20Hz.

电磁搅拌对5356铝合金显微组织的影响

采用电磁搅拌技术制备5356铝合金,以期可以改善该合金的内部质量,消除颗粒第二相局部偏聚的现象。通过对电磁搅拌磁场类型、搅拌温度区间和励磁电流大小三个方面初步的探究,试验证明:在螺旋磁场(励磁电流25 A,频率10 Hz)条件下,搅拌至完全凝固状态,该合金的显微组织最佳,呈现第二相分布十分均匀的破碎枝晶状态,平均晶粒尺寸最小,可达147.9μm,相比于无电磁搅拌状态,该指标降低了57.7%。

铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的涡流阵列检测

利用涡流阵列检测系统对铝合金搅拌摩擦焊焊接接头进行数字成像检测试验。开展了检测工艺研究,确定了合适的检测参数,并对搅拌摩擦焊产品同时采用涡流阵列与着色渗透两种检测方法进行检测。通过对比试验发现,这两种检测方法的检测结果相近,成像结果清晰。研究结果表明,涡流阵列检测技术可用于铝合金等材料搅拌摩擦焊焊缝的表面及近表面缺陷的检测,能实现快速、精确、数字化的成像检测。

磁场电流对AZ31镁合金组织与性能的影响

为了改善AZ31镁合金的综合性能并提高其利用价值,通过在AZ31镁合金整个凝固过程施加旋转磁场制备镁合金管坯.通过改变磁场电流对磁场与自然凝固条件下获得的AZ31镁合金铸锭的微观组织及力学性能进行了观察与测试,研究了磁场电流对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,随着磁场电流的增大,合金晶粒逐渐细化,晶粒内部出现较多的孪晶,且β-Mg17Al12相逐渐减少并细化.磁场电流越大,AZ31镁合金的力学性能越好.当磁场电流为150 A时,AZ31镁合金的抗拉强度为194 MPa,屈服强度为98 MPa,伸长率为14. 8%,与自然凝固状态相比分别提高了23. 6%、32. 4%和57. 4%.

末端电磁搅拌电流对SWRH82B中心偏析的影响

为解决SWRH82B中心马氏体和网状渗碳体级别高的问题,改善铸坯中心偏析,提高金相检测合格率,通过在方坯连铸机凝固末端增加电磁搅拌并优化相应的工艺参数,确定了适宜的搅拌电流值,明显改善了中心偏析,获得了最佳的铸坯内部质量和轧制后线材良好的性能。

二相电磁搅拌器逆变恒流电源矢量控制

提出了一种基于空间矢量定向的二相电磁搅拌器逆变电源的结构和控制策略,该逆变器采用六桥臂式主电路拓扑结构,逆变器的第三相桥臂与两相电磁搅拌器的中点相连。采用正交矢量控制方法完成对两相电磁搅拌器电流和频率的解耦控制,使输出两相低频正弦波电流的相位差为90°,实现了恒流源控制特性。该逆变器的拓扑类型和采用的控制策略可以有效的改善逆变器的动态特性和控制精度,降低电磁搅拌器电源谐波电流的含量。

从栾川浮选钼尾矿中综合利用白钨矿的过程研究

针对由我国栾川浮选钼尾矿综合回收伴生、难选白钨矿的系统工程问题 ,其中包括锥型螺旋分级、重选和浮选联合选矿、酸性洗涤、搅拌交流电场碱分解以及蒸发 -结晶和离子交换化学分离等过程 ,进行了专题性和系统性研究 ;本文的重点是述说尾矿的精密分级和白钨矿中的搅拌交流电场碱分解技术。

镁合金厚板载流搅拌摩擦焊接头的组织与力学性能

采用载流搅拌摩擦焊方法进行20 mm厚AZ31B镁合金厚板的单面单道次对接焊实验,并测试和分析接头内部缺陷、金相组织、物相组成和力学性能。结果表明:该方法可以使镁合金厚板获得较佳质量的焊接接头;接头焊核区由α-Mg相组成且晶粒显著细化;接头系数达94.5%,接头正弯强度、背弯强度和冲击吸收功分别达到母材的122.5%、103.8%、168%;接头硬度最低值位于前进侧热影响区。

采用辅助能量的搅拌摩擦焊新工艺

常规搅拌摩擦焊一般需要很大的轴向压力和搅拌头转矩来产生足够的摩擦热和塑性功来软化材料形成焊缝。这会导致搅拌头磨损,并限制焊接速度的提高,尤其是在焊接高强高硬材料时,这种问题变得更加突出。为了解决这些问题,研究人员通常采用辅助能源(激光、电弧热、电阻热、感应热等)来协助软化待焊材料,从而降低轴向压力和搅拌头转矩,并提高焊接速度。然而,对于作为固相连接的搅拌摩擦焊,这种直接加热的方式往往具有一些固有的不足之处。作为一类机械能,超声振动能够在无显著加热的条件下降低金属材料的变形抗力。因此,利用超声振动作为辅助能源,构成超声强化的搅拌摩擦焊新工艺,可改善焊接质量、降低焊接载荷、提高焊接速度,具有很大的发展潜力。文中对这些采用外加辅助能量的搅拌摩擦焊新工艺技术进行了评述,并对该领域下一步的研发方向进行了展望。

工艺参数对载流搅拌摩擦点焊修复模具性能的影响分析

采用不同工艺参数进行H13钢热作模具的载流搅拌摩擦点焊修复,并进行显微组织、力学性能和耐磨损性能的检测与分析。结果表明,随搅拌头旋转速度、焊接电流、焊接时间的增大,修复后模具的力学性能和耐磨损性能均先增大后减小;与全新模具相比,修复后模具的抗拉强度、延伸率可增大27 MPa和2.1%,磨损体积减小37.9%。