1、利用超聲振動制備半固態(tài)漿料是21 世紀的一種環(huán)保工藝，但至今人們對超聲波作用于漿料的規(guī)律、條件和機理仍然不是非常清楚，因此，該領域一直是材料學家和生產者們廣泛關注的研究熱點。 本文首先在現(xiàn)有的功率超聲波發(fā)生器的基礎上選擇合適的超聲頻參數(shù)、變幅桿的材料、形狀和尺寸，設計了一套利用超聲制備半固態(tài)漿料的裝置，然后用此裝置研究了超聲功率大小、開始施振溫度和變幅桿端部形狀對A356 鋁合金半固態(tài)初生相尺寸和形貌的影響規(guī)律，并且設計了正交試

2、驗來找出具有相互作用的兩個主要因素(功率大小和施振溫度)對初生相的影響，得出了本試驗條件最佳工藝參數(shù)組合。 實驗結果表明：隨著超聲波功率的增大，導入合金熔體的能量越大，越容易改變傳統(tǒng)的結晶方式，使獲得的初生α-AL 相尺寸隨著功率的增大而越細化，形貌球化隨著功率的增大而越明顯；由于超聲波在傳播過程中的一系列效應和合金熔體的溫度密切相關，因此在所選三組施振溫度(620℃、640℃和660℃) 中，合金初生相形貌最佳的施振溫度是64

3、0℃；變幅桿端部的形狀不同，導入熔體的超聲波的波陣面就不同，從而將導致不同的實驗結果；獲得A356 半固態(tài)初生α-AL 相的最佳工藝條件為：超聲功率為1500w 施振溫度為620℃。此條件下所得的初生α-AL相的等積圓直徑尺寸D=38.9 m μ ,形狀因子f=0.83；獲得初生α-AL 相尺寸最細小的最佳工藝條件為：超聲功率為1500w 施振溫度為640℃，此條件下所得初生α-AL相的等積圓直徑尺寸D=30.5 m μ ,形狀因子f=

4、0.81。 根據試驗結果，從合金結晶過程的形核和晶粒的長大兩方面初步探討了功率超聲對媒質的三大效應，即力學效應、聲流效應和熱效應的作用機理。得出超聲波的熱效應給非均質形核提供了更大的能量起伏，從而促使異質形核的形核率提高；超聲波的力學效應提供液相原子向晶胚移動的動力，促使晶胚穩(wěn)定生長成晶核，提高形核率；改變原本枝晶生長的負溫度梯度，使晶核呈胞狀生長，使最終形成的組織為球狀；超聲的聲流效應導致熔體的上下翻動，能夠顯著改變結晶前沿熔