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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程中會產(chǎn)生空化效應(yīng),、聲流效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等特殊效應(yīng),，這些效應(yīng)能改善金屬熔體的傳熱與結(jié)晶過程,，從而獲得晶粒細(xì)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(zhuǎn)化成同頻率的機(jī)械振動,，變幅桿將此振動的振幅放大，通過工具頭將超聲振動導(dǎo)人金屬熔體中,，對其進(jìn)行超聲處理,。
工具頭能否長久穩(wěn)定高效地向金屬熔體傳導(dǎo)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(dǎo)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(jié)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(xì)化效果，發(fā)現(xiàn)平端面最好,，圓錐端面最差,。
在金屬熔體超聲波鑄造過程中，高溫熔蝕及熱應(yīng)力的共同作用會使普通材質(zhì)的工具頭迅速破壞,、開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足對鋼熔體長時(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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