不同材質(zhì)的工具頭對鑄件的影響

更新時(shí)間：2024-03-08

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　　不同材質(zhì)的工具頭對鑄件的影響

　　超聲波在金屬熔體傳播過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生空化效應、聲流效應和機械效應等特殊效應，這些效應能改善金屬熔體的傳熱與結晶過(guò)程，從而獲得晶粒細小、組織致密的等軸晶凝固組織。

　　超聲波裝置主要零部件有超聲波發(fā)生器、換能器和振動(dòng)子(變幅桿、工具頭)等。其工作原理是壓電換能器，將一定功率和頻率的電信號轉化成同頻率的機械振動(dòng)，變幅桿將此振動(dòng)的振幅放大，通過(guò)工具頭將超聲振動(dòng)導人金屬熔體中，對其進(jìn)行超聲處理。

　　工具頭能否長(cháng)久穩定高效地向金屬熔體傳導超聲波，直接影響到金屬的凝固組織和力學(xué)性能，因此，超聲波工具頭對鑄件成品的使用性能起到至關(guān)重要的作用。針對不同的金屬熔體，選用不同材質(zhì)的超聲波工具頭，對其聲波傳導特性、抗熱震性、耐高溫熔蝕性有很有影像，同時(shí)不同端面形狀的工具頭的聲波輻射范圍和對鑄件凝固組織也有影響。

　　制備了平端面、圓錐端面及球端面形狀的工具桿，結果表明：

　　平端面工具桿空化作用和聲流作用，球端面次之、圓錐端面最差：

　　在聲波輻射范圍方面，圓錐端面工具桿輻射范圍最大，球端面次之，平端面最差；

　　比較不同端面形狀工具桿對鑄件晶粒的細化效果，發(fā)現平端面最好，圓錐端面最差。

　　在金屬熔體超聲波鑄造過(guò)程中，高溫熔蝕及熱應力的共同作用會(huì )使普通材質(zhì)的工具頭迅速破壞、開(kāi)裂一直是金屬熔體超聲處理的技術(shù)瓶頸，并且在鋼熔體環(huán)境下顯得尤為突出。因此，需制備高服役性能的超聲波工具桿以滿(mǎn)足對鋼熔體長(cháng)時(shí)間的超聲處理。陶瓷材料具有耐高溫熔蝕、耐磨損等特性，可作為高性能超聲波工具桿的選材。

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