صقل الحبوب للبنية المجهرية المصبوبة من سبائك الألومنيوم المشوهة الراقية

1.1 طريقة التصلب السريع

التصلب السريع هو استخدام معدلات تبريد عالية للحصول على هياكل الحبوب الدقيقة. عادة ، ينخفض حجم الحبوب مع زيادة معدل التبريد. في الوقت نفسه ، يمكن للتبريد السريع أيضا تقليل التباعد بين التشعبات للحصول على بنية داخلية أكثر اتساقا للحبوب ، والتي لها تأثير إيجابي على تشوه المعالجة اللاحق. لا تستخدم طريقة التصلب السريع على نطاق واسع في طرق الصب التقليدية لسبائك الألومنيوم المشوهة (مثل الصب شبه المستمر) ، ولكن الجمع بين تقنية التبريد السريع وعملية تعدين المسحوق يمكن أن ينتج سبائك كبيرة الحجم عالية السبائك مع حبيبات دقيقة وتكوين موحد. عملية صب الحقن هي ممثل نموذجي ، وقد تم استخدامها لإنتاج بعض سبائك سبائك الألومنيوم 7×××.

1.2 الطريقة الحركية

تشير الطريقة الديناميكية إلى استخدام طرق اهتزاز مختلفة لزيادة جزيئات نواة المعدن المذاب أثناء عملية التصلب ، وتشكيل أكبر عدد ممكن من النوى لتحقيق الغرض من تكرير الحبوب. تشمل طرق الاهتزاز بشكل أساسي التحريك الميكانيكي والاهتزاز الميكانيكي والتحريك الكهرومغناطيسي والموجات الصوتية والاهتزاز بالموجات فوق الصوتية.

(1) التحريك الميكانيكي والاهتزاز. من خلال إخضاع سبائك الألومنيوم الذائبة للتحريك الميكانيكي والاهتزاز أثناء عملية التصلب ، يتم تشكيل تدفق ثلاثي الأبعاد. تغير التأثيرات الفيزيائية والكيميائية المعقدة مثل نقل الحرارة ونقل الكتلة بنية وتقلب طاقة الذوبان ، بحيث يميل تكوين الذوبان إلى أن يكون موحدا. ، وخلق ظروف ديناميكية حرارية وحركية مواتية لنواة ونمو عملية التبلور. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحريك والاهتزاز يعززان أيضا كسر أذرع التشعبات المعدنية. يمكن أن تصبح شظايا التشعبات التي تدخل الذوبان المواقع المفضلة لنواة الحبوب الجديدة. زيادة مواقع التنوي تعني أنه قد يحدث المزيد من النوى غير المتجانسة. تأثير كبير على صقل الحبوب. يستخدم التحريك والاهتزاز الميكانيكيان على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي وهما جزء مهم من إنتاج الصب.

(2) التحريك الكهرومغناطيسي. عندما يتم تطبيق التحريك الكهرومغناطيسي على صب سبائك الألومنيوم ، يتدفق ذوبان المعدن بانتظام تحت تأثير المجال الكهرومغناطيسي ، بحيث يميل تكوين الذوبان ودرجة حرارة كل جزء إلى أن يكونا موحدين. مع زيادة معدل تدفق الذوبان ، تصبح الحبيبات العمودية أصغر في الطول والعرض ، ويتم كسر التشعبات المشكلة في البداية تحت الإثارة وتعمل كمراكز نواة جديدة ، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في عدد النوى ؛ في الوقت نفسه ، هذا قوي يسرع الحمل الحراري للذوبان الداخلي عملية تبريد الذوبان الداخلي ، ويقلل من تدرج درجة الحرارة ، ومفيد للحصول على بنية حبوب متساوية المحور دقيقة وموحدة. بالمقارنة مع التحريك الميكانيكي ، فإن التحريك الكهرومغناطيسي والتحريك الميكانيكي لهما نفس الغرض والوظيفة. الفرق هو أن الأول يستخدم القوة الكهرومغناطيسية الناتجة عن الحث الكهرومغناطيسي لتعزيز التدفق المنتظم للمعادن ، في حين يتم تحقيق الأخير بواسطة القوى الميكانيكية مثل شاحنات الخلاط أو المتلاعبين. وقد تم تطبيقها جميعا في الهندسة.

• الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية. الموجات فوق الصوتية هي موجة صوتية عالية التردد. عند الانتشار في السائل ، تخضع الجزيئات السائلة لعمل حقول الصوت المتناوبة الدورية لإنتاج تجويف صوتي وتأثيرات تدفق صوتي. وسوف تسبب تغيرات في مجال التدفق ومجال الضغط ومجال درجة الحرارة في الذوبان، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية وتأثيرات الضغط العالي. اهتزاز السائل يجعل أذرع التشعبات تسقط من جبهة التصلب وتعمل كنوى نواة غير متجانسة في الذوبان ، وتأثير التشتت للموجات فوق الصوتية على الذوبان يجعل توزيع الجسيمات أكثر اتساقا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمعادن بالموجات فوق الصوتية إزالة الغاز والخبث ، وهي تقنية تنقية الذوبان.