高頻磁場下表面復(fù)合材料的制備.pdf

1、隨著科技發(fā)展，新的工藝不斷產(chǎn)生，電磁加工工藝也不斷完善。高頻磁場下表面復(fù)合材料的制備作為新工藝的應(yīng)用，日益得到重視。 本文從電磁場的基本原理出發(fā)，根據(jù)金屬熔體內(nèi)部電磁體積力的數(shù)學(xué)式，分析了固相顆粒在金屬熔體中的運動速度計算模型，并對影響顆粒運動的各因素，包括顆粒直徑、試樣直徑、顆粒形狀系數(shù)等進(jìn)行研究，并由顆粒運動速度推算出顆粒在試樣中的運動時間數(shù)學(xué)式。高頻磁場中的金屬熔體不僅受到電磁力的作用，還受到電磁感應(yīng)加熱的作用。文中對電磁

2、感應(yīng)加熱的感應(yīng)熱進(jìn)行計算，同時對金屬在自然對流下的散熱行為進(jìn)行計算，而兩者決定了金屬熔體的平衡溫度，從而能夠使復(fù)合材料制備過程中的熔體溫度維持動態(tài)穩(wěn)恒。通過分析金屬熔體中固相顆粒的運動狀態(tài)，進(jìn)一步進(jìn)行了實驗研究。對不同硅含量的鋁硅合金、不同尺寸的試樣的研究表明： 1.對直徑為10mm的試樣進(jìn)行研究，在施加功率為2-3kw，施加磁場時熔體溫度為650℃，施加磁場的最小時間為20s就能實現(xiàn)對初晶硅的有效偏聚，從而制備出表面質(zhì)量良好的

3、復(fù)合材料。隨著試樣直徑的增大，則磁場作用的時間也將加長，在試樣直徑為16mm時，作用時間為60s，在試樣直徑為22mm時，作用時間為80s。 2.直徑為10mm的試樣在施加功率為2-3kW時，對熔體在不同溫度下的偏聚效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)對Al-16wt﹪Si合金而言，施加磁場的最佳溫度區(qū)間為580℃-600℃，但是對于Al-24wt﹪Si合金，其磁場作用的有效溫度區(qū)間為600℃-620℃。而且隨著硅含量的增加，這個溫度區(qū)間將會逐漸