Ultralydsbehandling af smeltemetaller

Ultralydsbehandling af smeltemetaller

Power ultralydsbehandling af smeltemetaller involverer at påføre ultralydsvibrationer på smelten under eller før størkning for at kontrollere dens mikrostruktur og egenskaber. Sammenlignet med traditionelle inokuleringsmodifikationsteknikker kontrollerer og forfiner denne metode den størknede mikrostruktur. Det undgår miljø- og materialeforurening, hvilket gør det til en effektiv metode til at opnå støbegods med fremragende mikrostruktur og egenskaber og en nøgletilgang til at frigøre potentialet i højteknologiske materialer.

Ultralydskavitation fører til ensartet befugtning af ikke-metalliske urenheder i smelten. Disse urenheder bliver nukleationssteder, startpunktet for størkning. Fordi disse nukleationssteder forekommer før størkningsfronten, udløses dendritisk vækst ikke. Dendritisk fraktur: Dendritisk smeltning begynder typisk ved roden på grund af lokal temperaturstigning og segregation. Ultralydsbehandling (UST) genererer intens konvektion (varmeoverførsel via massebevægelse) og stødbølger i smelten, hvilket får den dendritiske struktur til at bryde. På grund af lokaliserede temperatur- og sammensætningsændringer kan konvektion fremme dendritbrud og koncentration af opløst stof. Kavitationschokbølger letter revnedannelsen af ​​smeltede rødder.

Afgasning er en anden vigtig funktion af power ultralyd for flydende og halvfaste metaller og legeringer. Ultralydsafgasning reducerer porøsiteten af ​​metaller, hvilket resulterer i højere materialetæthed i det endelige metal/legeringsprodukt. Ultralydsafgasning af metaller forbedrer materialets ultimative trækstyrke og duktilitet. Med hensyn til effektivitet og forarbejdningseffektivitet udkonkurrerer industrielle power-ultralydsystemer andre kommercielle afgasningsmetoder. Ydermere er formpåfyldningsprocessen forbedret på grund af den relativt lave smelteviskositet.

Princip: Det ultrasoniske metalsmeltebehandlingssystem består af to dele: en ultralydsvibrerende komponent og en ultralydsgenerator. Den ultralydsvibrerende komponent genererer ultralydsvibrationer - hovedsagelig inklusive en ultralydstransducer, en ultralydsamplitudetransformer og et værktøjshoved - og overfører denne vibrationsenergi til det smeltede metal.

Transduceren konverterer den elektriske inputenergi til mekanisk energi, dvs. ultralydsbølger. Dette kommer til udtryk ved, at transduceren laver en langsgående frem- og tilbagegående bevægelse med en amplitude typisk i området nogle få mikrometer. En sådan amplitudeeffekttæthed er utilstrækkelig og kan ikke bruges direkte. Ultralydsamplitudetransformatoren forstærker ultralydsamplituden i henhold til designkrav, isolerer det smeltede metal fra varmeoverførsel og tjener også til at fikse hele ultralydsvibrationssystemet. Ultralydsværktøjshovedet er forbundet med amplitudetransformatoren, som overfører ultralydsenergivibrationen til værktøjshovedet, som derefter udsender ultralydsenergien ind i det smeltede metal.

Under afkølings- eller vibrationspresseprocessen modtager det smeltede metal ultralydsbølger, hvilket forårsager betydelige ændringer i dets krystalkornstruktur, og derved forbedrer metallets forskellige fysiske egenskaber.

Funktioner: Forfiner metalkorn, homogeniserer smeltet metal og legeringssammensætning, forbedrer støbematerialers styrke og udmattelsesbestandighed betydeligt og forbedrer materialernes overordnede ydeevne.

Funktioner: Ultralydsbehandlingssystemet for smeltet metal ændrer ikke eksisterende produktionsudstyr og processer og er let at installere og betjene. Ultralydsbehandlingssystemet for smeltet metal kan bruges til ultralydsbehandling af metaller, ultralyds kornforfining, ultralydsmetalstørkning, ultralyd kontinuerlig støbning osv.

Anvendelse: Anvendes til kontinuerlige kølestøbefelter såsom gravitationsstøbning og lavtryksstøbning af letmetaller - f.eks. pladestøbning af aluminiumslegeringer og magnesiumlegeringer, formstøbning osv.