Fémolvadék ultrahangos kezelése

Fémolvadék ultrahangos kezelése

Az olvadt fémek ultrahangos ultrahangos kezelése magában foglalja az olvadék ultrahangos rezgését a megszilárdulás előtt vagy annak mikroszerkezetének és tulajdonságainak szabályozására. A hagyományos inokulációs módosítási technikákkal összehasonlítva ez a módszer szabályozza és finomítja a megszilárdult mikrostruktúrát. Megakadályozza a környezet- és anyagszennyezést, így hatékony módszer a kiváló mikroszerkezettel és tulajdonságokkal rendelkező öntvények előállítására, valamint kulcsfontosságú megközelítés a csúcstechnológiás anyagokban rejlő lehetőségek kiaknázásához.

Az ultrahangos kavitáció az olvadékban lévő nemfémes szennyeződések egyenletes nedvesítéséhez vezet. Ezek a szennyeződések gócképző helyekké, a megszilárdulás kiindulópontjává válnak. Mivel ezek a gócképző helyek a megszilárdulási front előtt fordulnak elő, a dendritnövekedés nem indul el. Dendrites törés: A dendrites olvadás jellemzően a gyökérnél kezdődik a helyi hőmérséklet-emelkedés és szegregáció miatt. Az ultrahangos kezelés (UST) intenzív konvekciót (hőátadást tömegmozgással) és lökéshullámokat generál az olvadékban, ami a dendrites szerkezet megrepedését okozza. A lokális hőmérséklet- és összetételváltozások miatt a konvekció elősegítheti a dendrittörést és az oldott anyag koncentrációját. A kavitációs lökéshullámok elősegítik az olvadt gyökerek megrepedését.

A gáztalanítás a folyékony és félszilárd fémek és ötvözetek ultrahangjának másik fontos funkciója. Az ultrahangos gáztalanítás csökkenti a fémek porozitását, ami nagyobb anyagsűrűséget eredményez a végső fém/ötvözet termékben. A fémek ultrahangos gáztalanítása javítja az anyag végső szakítószilárdságát és hajlékonyságát. Hatékonyság és feldolgozási hatékonyság tekintetében az ipari teljesítményű ultrahangos rendszerek felülmúlják a többi kereskedelmi gáztalanítási módszert. Ezenkívül a formatöltési folyamat javul a viszonylag alacsony olvadékviszkozitás miatt.

Alapelv: Az ultrahangos fémolvadék feldolgozó rendszer két részből áll: egy ultrahangos vibrációs alkatrészből és egy ultrahangos generátorból. Az ultrahangos vibrációs alkatrész ultrahangos rezgéseket generál – főleg ultrahangos átalakítót, ultrahang amplitúdótranszformátort és szerszámfejet –, és ezt a vibrációs energiát továbbítja az olvadt fémbe.

A jelátalakító a bemenő elektromos energiát mechanikai energiává, azaz ultrahanghullámokká alakítja. Ez abban nyilvánul meg, hogy a jelátalakító hosszirányú oda-vissza mozgást végez, jellemzően néhány mikrométeres amplitúdóval. Az ilyen amplitúdójú teljesítménysűrűség nem elegendő, és nem használható közvetlenül. Az ultrahangos amplitúdó transzformátor a tervezési követelményeknek megfelelően felerősíti az ultrahang amplitúdót, elszigeteli az olvadt fémet a hőátadástól, és a teljes ultrahangos vibrációs rendszer rögzítésére is szolgál. Az ultrahangos szerszámfej az amplitúdótranszformátorhoz csatlakozik, amely az ultrahang energiarezgést továbbítja a szerszámfejnek, amely az ultrahang energiát az olvadt fémbe bocsátja ki.

A hűtési vagy vibrációs préselési folyamat során az olvadt fém ultrahanghullámokat kap, amelyek jelentős változásokat okoznak kristályszemcsés szerkezetében, ezáltal javítva a fém különféle fizikai tulajdonságait.

Funkciók: Finomítja a fémszemcséket, homogenizálja az olvadt fémek és ötvözetek összetételét, jelentősen javítja az öntvényanyagok szilárdságát és fáradásállóságát, valamint javítja az anyagok általános teljesítményét.

Jellemzők: Az ultrahangos olvadt fémkezelő rendszer nem változtatja meg a meglévő gyártási berendezéseket és folyamatokat, könnyen telepíthető és működtethető. Az ultrahangos olvadt fémkezelő rendszer fémek ultrahangos kezelésére, ultrahangos szemcsefinomításra, ultrahangos fémszilárdításra, ultrahangos folyamatos öntésre stb.

Alkalmazások: Folyamatos hűtésű öntési területeken, például gravitációs öntés és könnyűfémek alacsony nyomású öntése – pl. alumíniumötvözet és magnéziumötvözet lemezöntvény, öntőformás öntés stb.