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编辑：中冶有色技术网
来源：山西工程职业学院 太原科技大学
权利要求
1.变质ZL102铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、在真空箱体的上方设置盖板，在盖板表面下方设置感应加热线圈，并且感应加热线圈通过导线与真空箱体外部的高频感应加热电源串联；贯穿氮化硼坩埚两侧的侧壁相对设置钼电极，钼电极与通过盖板引入的脉冲电源电极柱相连，钼电极坩埚装置与示波器通过导线并联于脉冲电源电路中； 首先，将一对钼电极分别通过导电连接螺栓固定安装在氮化硼坩埚的侧壁上，并且导电连接螺栓贯穿氮化硼坩埚的侧壁，ZL102铝合金样品放入氮化硼坩埚内，导电连接螺栓的内侧端分别与ZL102铝合金样品对应的两端接触；然后，将盛放样品的氮化硼坩埚放入感应加热线圈的中，钼电极与盖板下方的脉冲电极柱固定，盖板与真空箱体扣合并固定，对真空箱体抽真空至压力为2×10 -4 Pa；最后，关闭真空箱体的真空阀门并向真空箱体内充氩气，直至真空箱体中的压力为50kPa； S2、打开高频感应加热电源，通过感应加热线圈对真空箱体内的样品加热直至ZL102铝合金样品完全熔化，然后于700℃保温10min； S3、关闭高频感应加热电源，启动脉冲电源，对步骤S2制得的ZL102铝合金液施加电脉冲，脉冲电源的输出电压为210V，脉宽为0μs ~8μs，频率为1000 Hz~4000Hz，持续施加电脉冲直至ZL102铝合金液随炉冷却凝固，关闭脉冲电源，制得变质ZL102铝合金。2.根据权利要求1所述的变质ZL102铝合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述盖板的下表面上通过螺栓固定安装感应加热线圈和脉冲电源电极连接柱。 3.根据权利要求1所述的变质ZL102铝合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述脉冲电源和示波器均设置于真空箱体的外部，通过导线连接的电极柱贯穿盖板将脉冲电源与钼电极连接，示波器与钼电极坩埚装置并联于脉冲电路中。 4.根据权利要求1所述的变质ZL102铝合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤S2中，感应加热线圈的加热温度为700℃。 5.根据权利要求1所述的变质ZL102铝合金的制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，脉冲电源的脉冲电流是通过调整输出电压在示波器上显示的峰值来实现的。
说明书
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及的是一种变质ZL102铝合金的制备方法。
背景技术
铝合金具有易于铸造和焊接、质量轻、抗腐蚀能力强等优点，在全世界范围内得到广泛应用，特别是在汽车领域，减小车身质量可以有效地减少燃料消耗和尾气排放，铝合金恰好满足了这种需求。
就铸造铝合金而言，铝硅合金占据了很大一部分。在铝合金中添加Si元素，虽然可以使其基体强度得到增加，但塑性会降低。随着Si含量的增加，铝硅合金中的共晶组织数量随之增加。共晶硅以粗大的板条状或针片状的形式存在，对铝基体造成严重的破坏，降低合金的塑性和韧性。因此，细化铝硅合金的晶粒组织、改变合金中共晶硅的形态和尺寸及调整各种组织的相对数量以提高其力学性能成为科学研究的热点。改善合金显微组织的方法除了快速凝固、挤压铸造、超声波振动外，最有效的方法是对铝硅合金进行变质处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种变质ZL102铝合金的制备方法。
本发明采取的技术方案是：
一种变质ZL102铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、在真空箱体的上方设置盖板，在盖板表面下方设置感应加热线圈，并且感应加热线圈通过导线与真空箱体外部的高频感应加热电源串联；贯穿氮化硼坩埚两侧的侧壁相对设置钼电极，钼电极与通过盖板引入的脉冲电源电极柱相连，钼电极坩埚装置与示波器通过导线并联于脉冲电源电路中；
首先，将一对钼电极分别通过导电连接螺栓固定安装在氮化硼坩埚的侧壁上，并且导电连接螺栓贯穿氮化硼坩埚的侧壁，ZL102铝合金样品放入氮化硼坩埚内，导电连接螺栓的内侧端分别与ZL102铝合金样品对应的两端接触；然后，将盛放样品的氮化硼坩埚放入感应加热线圈的中，钼电极与盖板下方的脉冲电极柱固定，盖板与真空箱体扣合并固定，对真空箱体抽真空至压力为2×10 -4 Pa；最后，关闭真空箱体的真空阀门并向真空箱体内充氩气，直至真空箱体中的压力为50kPa；
S2、打开高频感应加热电源，通过感应加热线圈对真空箱体内的样品加热直至ZL102铝合金样品完全熔化，然后于700℃保温10min；
S3、关闭高频感应加热电源，启动脉冲电源，对步骤S2制得的ZL102铝合金液施加电脉冲，脉冲电源的输出电压为210V，脉宽为0μs ~8μs，频率为1000 Hz~4000Hz，持续施加电脉冲直至ZL102铝合金液随炉冷却凝固，关闭脉冲电源，制得变质ZL102铝合金。
进一步地，在所述步骤S1中，所述盖板的下表面上通过螺栓固定安装感应加热线圈。
进一步地，在所述步骤S1中，所述脉冲电源和示波器均设置于真空箱体的外部，钼电极坩埚装置设置在真空箱体内部，通过导线连接的电极柱贯穿盖板与钼电极坩埚装置连接。
进一步地，在所述步骤S2中，感应加热线圈的加热温度为700℃。
进一步地，在所述步骤S3中，脉冲电源的脉冲电流是通过调整输出电压在示波器上显示的峰值来实现的。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明操作简单，在电脉冲作用下制备的ZL102铝合金，改善了ZL102铝合金组织，处理后的组织由基体铝和铝硅共晶组织组成，没有初晶硅出现，共晶硅的形貌变成点状和细小纤维状，并且组织中共晶成份变少，共晶相细化。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图中：1为示波器，2为脉冲电源，3为高频感应加热电源，4为钼电极，5为ZL102铝合金样品，6为氮化硼坩埚，7为真空箱体，8为感应加热线圈，9为盖板，10为导电连接螺栓；
图2是3000Hz电脉冲处理ZL102铝合金SEM图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种变质ZL102铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、如图1所示，在真空箱体7的上方设置盖板9，在盖板9的下表面上设置感应加热线圈8，并且感应加热线圈8通过导线与真空箱体7外部的高频感应加热电源3串联；贯穿氮化硼坩埚6两侧的侧壁相对设置钼电极4，钼电极4、示波器1通过导线并联于脉冲电源2电路中；
ZL102铝合金样品5的尺寸为：长度16mm×宽度16mm×高度30mm，首先，将一对钼电极4分别通过导电连接螺栓10固定安装在氮化硼坩埚6的侧壁上，并且导电连接螺栓10贯穿氮化硼坩埚6的侧壁，将ZL102铝合金样品放入氮化硼坩埚6内，导电连接螺栓10的内侧端分别与ZL102铝合金样品对应的两端接触；然后，将盛放样品的氮化硼坩埚放入感应加热线圈8的加热场中，盖板9与真空箱体7扣合并固定，对真空箱体抽真空至压力为2×10 -4 Pa；最后，关闭真空箱体7的真空阀门并向真空箱体7内充氩气，直至真空箱体7中的压力为50kPa；
S2、打开高频感应加热电源3，通过感应加热线圈8对真空箱体7内的样品加热直至ZL102铝合金样品完全熔化，感应加热线圈8的加热温度为700℃，然后于700℃保温10min；
S3、关闭高频感应加热电源3，启动脉冲电源2，对步骤S2制得的ZL102铝合金液施加电脉冲，脉冲电源2的脉冲电流是通过调整输出电压在示波器1上显示的峰值来实现的，脉冲电源2的输出电压为210V，脉宽为0μs ~8μs，频率为1000 Hz~4000Hz，持续施加电脉冲直至ZL102铝合金液随炉冷却凝固，关闭脉冲电源2，制得变质ZL102铝合金。
如图2所示，制得的变质ZL102铝合金的微观组织得到明显改善，变质处理后的组织由基体铝和铝硅共晶组织组成，没有初晶硅出现，共晶硅的形貌变成点状和细小纤维状，并且组织中共晶成份变少，共晶相细化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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2024年12月06日 ~ 08日 
