超声波除气技术在纯镁及镁合金中的应用

镁及镁合金因具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性能优异等特点，在航空航天、汽车制造及 3C 电子领域应用广泛。然而，熔体中气体尤其是氢气的存在易导致铸件产生气孔缺陷，严重影响材料力学性能与加工可靠性。超声波除气）作为一种新型非接触式除气技术，为解决镁合金熔体气孔问题提供了新思路。
传统镁合金除气方法（如吹氩法、熔剂法）存在除气效率低、引入杂质或污染环境等不足。超声波除气通过高频振动在熔体中产生空化效应、声流效应和机械搅拌作用，可有效促进气体逸出，具有绿色高效、无二次污染的优势。本研究以商业纯镁、AZ31 和 AZ61 镁合金为对象，通过气孔率检测与计算机断层扫描技术，系统评估不同超声参数对除气效率的影响，并揭示其作用机制。

超声波功率当功率从 1000W 提升至 3000W 时，纯镁熔体气孔率从 5.2% 降至 1.8%，AZ31 合金气孔率从 4.8% 降至 1.5%。
处理时间最佳处理时长为 5-8 分钟。超过 10 分钟后，气孔率略有回升，可能因长时间超声导致熔体温度下降，黏度增加，气体逸出阻力增大。
熔体温度在 680-750℃范围内，温度升高可降低熔体表面张力与黏度，提升气体扩散系数。720℃时除气效率最高，纯镁气孔率可低至 1.2%。
通过 CT 扫描发现，未经超声处理的试样存在大量分散性气孔（直径 50-200μm），而超声处理后试样气孔数量减少 80% 以上，且孔径小于 50μm，表明超声波除气可显著改善镁合金熔体质量。
随着装备技术的成熟，该技术有望成为镁合金铸造领域的主流除气工艺，推动轻量化材料的工程应用。

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