單電流電磁分離夾雜物的基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著材料電磁加工的迅速發(fā)展和對熔體潔凈度的要求越來越高,利用電磁力分離金屬熔體中的非金屬夾雜物作為一種新的金屬凈化方法和生態(tài)加工工藝,具有廣闊的應用前景.電磁分離的基本原理是根據(jù)熔體中夾雜物與熔體導電性的差異,夾雜顆粒受到一個與電磁力反向的電磁浮力的作用而從熔體中被分離出來.在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,本文首先進行了單電流電磁分離夾雜物的理論探討,建立了單電流電磁分離技術(shù)的初步的理論框架;然后采用鋁合金熔體分別進行了工頻電流的靜態(tài)和連續(xù)分離

2、實驗,得到與理論分析基本吻合的實驗結(jié)果.本課題的研究將為此技術(shù)在生產(chǎn)中的應用提供理論依據(jù)和實驗基礎(chǔ).作者解析了直流電和交流電在圓形管和矩形管中激勵的磁場和電磁力的分布,提出了相對電磁浮力、等效電流密度的概念,得出了分離效率的表達式;對矩形管的數(shù)值分析表明交流電產(chǎn)生的電磁力場會在截面誘發(fā)二次流,二次流的存在可能擾亂了夾雜顆粒的正常遷移,對夾雜顆粒的去除可能不利.采用Al-20﹪Si和Al-5﹪Mg-2﹪SiC兩種合金進行的工頻電靜態(tài)分離的

3、模擬實驗表明,施加300A的電流,并維持20s通電時間,初生硅顆粒在不同管型的分離器中都能完全偏聚;SiC顆粒的分離效率隨電流密度和通電時間的增加而增大,在電流為250A、通電時間為20s時,圓形管和扁平管的分離效率均能達到90﹪以上.實驗證實單電流電磁分離在技術(shù)上是可行的,同時該技術(shù)可望開辟表面增強自生梯度功直能材料制備的一種新方法.采用Al-8﹪Mg-2﹪A1<,2>0<,3>合金進行的工頻電連續(xù)分離實驗發(fā)現(xiàn),在本實驗室的條件下,鋁