引言

5356铝合金是一种非热处理强化变形铝合金，具有重量轻、强度高、耐腐蚀稳定性高、比模量高、断裂韧性高等优点。许多铝合金产品以5356铝合金为基础材料，通过拉伸等方法制成丝状，对其质量要求很高。合金的成分和组织是否均匀，颗粒是否小，溶体是否纯净，都是影响其质量的重要因素。为此，国内外学者对5356铝合金进行了净化、细化和微合金化。如果5356铝合金质量不达标，将为未来生产的产品埋下隐患。净化可以去除合金中的杂质，细化可以减少合金颗粒，是一种新兴的熔体加工技术。铝液采用高强度超声波处理，不仅可以细化其凝固组织，还可以净化铝液。

1铝合金连续流变挤压工艺现状

在铝合金线材和管材的加工过程中，简单的挤压技术会导致生产成本过高，产品质量差，挤压工艺生产铝合金线材或管材的效率不高。通过轧制铸造后的铝合金来实现丝的加工。轧制前，需要加热合金，以减少轧制设备的能量输出。该方法的生产成本相对较高，生产过程的连续性不高。由于连续铸造和轧制，产品中存在夹杂、裂纹、表面油污等大量内部缺陷。在生产过程中，产品会与设备中的润滑油接触，金属表面残留油污的坑是制约其性能的重要因素。20世纪80年代，通过多年的研发和试验，英国霍尔顿开发了一种新的连续流变挤出成型工艺，为合金线和管道的生产开辟了新的道路。金属材料的连续流变挤出工艺可分为单辊单槽、单辊双槽和双辊双槽。连续流变法是指将金属材料以半固体状态挤出，将金属材料放入挤出装置中，然后注入可持续循环冷却水，使金属材料在挤出装置中冷却。金属熔体由挤压轮的摩擦驱动。在摩擦轮的驱动下，金属凝固后，金属在摩擦的影响下从模具中挤出，形成金属丝或金属管[1]。

2连续流变挤压技术的应用

作为一种新型的液体成形技术，连续流变挤出具有良好的成形性能和良好的成形性能。该技术集液体成形和塑性变形的优点于一体，有望成为21世纪最具应用前景的成形工艺。其基本原理是：在熔化过程中，金属液通过熔化槽管壁的摩擦从熔化过程中排出。将金属液从模具中注入模具，从模具中取出，分为动态结晶、半固态流变学、固态挤出塑化三个阶段。该过程的主要特点是：①工艺短、效率高、能耗低；②产品性能优异，③适应性大，品种多样性大，④具有不受时间限制的特点，⑤设备投入少，制造成本低，⑥工艺简单，提高了生产效率。

目前，该设备主要用于制造铝合金管、线、棒等细长产品。7075年铝合金流变挤压成型试验结果表明，在相同材料条件下，成型件的拉伸强度可达502MPa，其拉伸性能明显优于传统铸件.

人工智能采用连续流变挤出成型技术加工-Ti-B细化剂，经过性能测试后，细化效果较好，优于进口产品，制备工艺短，成本低。开发的高性能人工智能-Sc-Zr耐高温铝丝，与日本耐高温铝丝相比，拉伸强度提高39.4%，延伸率提高255%，导电率提高0.83%，拉伸强度提高0.83%。通过连续挤压5356铝合金，可以实现大颗粒的粉碎和细化，减少铸造缺陷。5356合金的性能可以进一步提高。前期研究发现，AZ61镁合金经连续流变挤出后，微观结构中出现均匀的等轴晶粒和球晶粒。在680'C的铸造温度下，AZ61镁合金截面结构良好，具有明显的两相塑化流动特性。5356铝合金采用连续挤出法制备。结果表明，与常规挤出后的合金相比，5356铝合金晶粒连续流变挤出的细化量增加了41.5%，抗拉强度和延展性也得到了提高。此外，还总结出其工艺方法具有效率高、消耗低等优点[2]。

3熔体处理工艺的机理分析

在没有过滤的情况下，这些不同尺寸的混合颗粒会在合金中产生孔，一旦出现裂缝，孔就会促进裂缝继续扩大，从而降低合金的性能。此外，由于不能有效过滤，熔体中残留的混合物增加了熔体的粘度，降低了流动性，从而影响了铸造过程中熔体的充电性能。在这种情况下，金属中的杂质也会与金属中的空气发生反应，从而产生小气泡，从而导致金属的破坏。从而降低了材料的拉伸强度和延伸率。

过滤净化是利用过滤合金熔体将悬浮在合金熔体中的小颗粒和大块混合物从熔体中分离出来，从而减少合金熔体中的有害物质和气体，从而达到提高合金机械性能的目的。5356铝合金中的混合物被玻璃纤维网过滤掉，并在此基础上进行了实验研究。5356铝合金中的混合物主要是氧化物，Al2o03、Mgo等氧化物157)，这些混合物都是以颗粒的形式存在的，大多是在冶炼和铸造时形成的。

在玻璃纤维网的过滤过程中，存在着由许多小网格组成的“截留”现象，其中一个颗粒在滤纸上流动。如果中心线与滤纸直径相等或较小，则会在滤纸上截留。因此，玻璃纤维网状物截获的包裹体颗粒的粒径仅限于玻璃纤维网状物的穿透孔径。由于使用的玻璃纤维网相对较软，在高温条件下，粒径和粒径较大的颗粒很容易从玻璃纤维网中逸出，因此玻璃纤维网对合金溶液的过滤效果有很大的影响[3]。

泡沫陶瓷过滤的优点是可以分离出通孔较小的夹杂颗粒。本文还从三个角度阐述了陶瓷泡沫的过滤机制。（1）筛分：筛分原理与玻璃纤维布相同，即内容粒度必须大于滤纸表面孔隙，滤纸的作用是将内容颗粒聚集在泡沫塑料上方，使内容颗粒从泡沫塑料中分离出来。（2）饼层：由于合金液的不断注入，泡沫滤板上堵塞了更多的大夹杂颗粒。这将在过滤器上形成局部混合物，而金属熔体可以通过，混合物中的混合物越厚，就会使较小的混合物颗粒与熔体分离。在试验过程中，我们发现铝溶液中的压力会显著增加。（3）深度过滤：当合金熔融物流通过陶瓷泡沫滤板时，直径小于通孔的夹杂颗粒会与陶瓷泡沫表面接触，然后这些夹杂颗粒很容易停留在滤板的一些坑内。因此，滤板的结构越复杂，阻碍更多的夹杂颗粒就会被阻挡，从而对滤板的夹杂颗粒起到更好的过滤作用。

结束语

本文重点分析了5356铝合金经过不同精炼剂、不同过滤器的过滤、不同细化剂的添加以及高能超声波处理后的结构和性能。同时，对处理后的试件进行了微观结构和机械性能的测定。总结了试验结果中的一些规律，分析了各工艺对合金性能的影响机制。