电磁搅拌法对C3604黄铜组织性能的影响

  C3604黄铜是应用较广的一种复杂黄铜,其可切削性优异,且有高的耐磨性能和力学性能,能满足各种形状零部件的机加工要求,因而被广泛应用于各种领域,其中卫俱业、制锁业、钟表业、文具业是其几大重要市场。目前铅黄铜的熔炼、铸造生产主要采用水平连铸的方法。但水平连铸往往存在因为重力作用导致下部凝固速度大于上部,最后凝固位置偏离几何中心上移的现象,导致组织的不均性,影响下游产品的深加工后组织性能均匀性和一致性,待开发新的水平连铸技术,提高产品附加值。
  C3604黄铜的电磁搅拌法以其高效、非接触式的搅拌形式可以改变熔体内部的传热和传质过程,以便获得理想的流场和温度场,可以有效地细化铸坯的晶粒、消除凝固组织及合金元素分布不均匀等缺陷,进而生产出性能优异的铸坯。目前,电磁搅拌己广泛在国内铜加工企业得到应用,几乎所有铜合金种类都有采用该技术生产的报道,其中尤以黄铜和白铜的应用为主
  当C3604黄铜施加电磁搅拌之后,铸锭表面着水线由原先与水平成一定角度变为垂直,说明上下凝固界面在结晶器内同一位置,这表明电磁搅拌可以消除因为重力作用下部冷却速度大于上部的现象,由此也消除了因上下冷却程度不均匀造成最终凝固位置偏离中心线向下偏离的现象,然而未施加电磁搅拌时铸坯横截面的宏观凝固组织。整个横截面上基本都是柱状晶,并且在周向上分布均匀性也很差,下部的柱状晶较上部更发达。而且最后凝固点偏离了铸锭横截面几何中心,向上偏移20 mm。而施加电磁搅拌时铸坯横截面的宏观凝固组织。
  当C3604黄铜施加了电磁搅拌后,宏观组织中的柱状晶变小、变细,最后凝固点也由靠近上表面下移到铸锭几何中心位置。当电流强度增大到100A,频率35 Hz时,搅拌作用相应地增大,有效地促进了柱状晶向等轴晶的转变,其细化效果最好,等轴晶比例大于90%,无明显粗大柱状晶。对比搅拌工艺参数,发现电流强度对铸锭宏观组织细化程度影响较大,电流越强,宏观组织细化越明显。电源频率对铸锭宏观组织变化的影响较小,但同样存在电源频率越大,宏观组织细化越明显现象。通过对比分析,认为要达到等轴晶比例大于90%的最佳工艺参数为电流100A,频率35Hz。