용융 금속의 초음파 처리

용융 금속의 초음파 처리

용융 금속의 전력 초음파 처리에는 응고 중 또는 응고 전에 용융물에 초음파 진동을 적용하여 미세 구조와 특성을 제어하는 ​​작업이 포함됩니다. 전통적인 접종 수정 기술과 비교하여 이 방법은 응고된 미세 구조를 제어하고 개선합니다. 이는 환경 및 재료 오염을 방지하여 우수한 미세 구조와 특성을 갖춘 주물을 얻는 효과적인 방법이자 첨단 재료의 잠재력을 발휘하는 핵심 접근 방식입니다.

초음파 캐비테이션은 용융물 내 비금속 불순물의 균일한 습윤화로 이어집니다. 이러한 불순물은 응고의 시작점인 핵 생성 지점이 됩니다. 이러한 핵 생성 부위는 응고 전면 이전에 발생하기 때문에 수지상 성장이 촉발되지 않습니다. 수지상 파괴: 수지상 용융은 일반적으로 국부적인 온도 상승 및 분리로 인해 뿌리에서 시작됩니다. 초음파 처리(UST)는 용융물에서 강렬한 대류(질량 운동을 통한 열 전달)와 충격파를 생성하여 수지상 구조를 파손시킵니다. 국부적인 온도와 구성 변화로 인해 대류는 수상돌기 파손과 용질 농도를 촉진할 수 있습니다. 캐비테이션 충격파는 녹은 뿌리의 균열을 촉진합니다.

탈기는 액체 및 반고체 금속과 합금에 대한 전력 초음파의 또 다른 중요한 기능입니다. 초음파 탈기는 금속의 다공성을 감소시켜 최종 금속/합금 제품의 재료 밀도를 높입니다. 금속의 초음파 탈기는 재료의 인장 강도와 연성을 향상시킵니다. 효율성과 처리 효율성 측면에서 산업용 전력 초음파 시스템은 다른 상업용 탈기 방법보다 성능이 뛰어납니다. 또한 상대적으로 낮은 용융 점도로 인해 금형 충진 공정이 개선됩니다.

원리: 초음파 금속 용융 처리 시스템은 초음파 진동 부품과 초음파 발생기의 두 부분으로 구성됩니다. 초음파 진동 부품은 주로 초음파 변환기, 초음파 진폭 변환기 및 도구 헤드를 포함하여 초음파 진동을 생성하고 이 진동 에너지를 용융 금속으로 전달합니다.

변환기는 입력된 전기 에너지를 기계적 에너지, 즉 초음파로 변환합니다. 이는 일반적으로 수 마이크로미터 범위의 진폭으로 종방향 왕복 운동을 하는 변환기에 의해 나타납니다. 이러한 진폭 전력 밀도는 불충분하며 직접 사용할 수 없습니다. 초음파 진폭 변압기는 설계 요구 사항에 따라 초음파 진폭을 증폭시키고 용융 금속을 열 전달로부터 격리하며 전체 초음파 진동 시스템을 고정하는 역할도 합니다. 초음파 공구 헤드는 진폭 변압기에 연결되어 초음파 에너지 진동을 공구 헤드에 전달한 다음 초음파 에너지를 용탕으로 방출합니다.

냉각이나 진동압착 과정에서 용탕이 초음파를 받으면 결정립 구조에 큰 변화가 일어나 금속의 다양한 물성이 향상된다.

기능: 금속 입자를 미세화하고, 용융 금속 및 합금 구성을 균질화하며, 주조 재료의 강도와 내피로성을 크게 향상시키고 재료의 전반적인 성능을 향상시킵니다.

특징: 초음파 용탕 처리 시스템은 기존 생산 장비 및 공정을 변경하지 않으며 설치 및 작동이 쉽습니다. 초음파 용탕 처리 시스템은 금속의 초음파 처리, 초음파 결정립 미세화, 초음파 금속 응고, 초음파 연속 주조 등에 사용될 수 있습니다.

응용 분야: 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 판 주조, 금형 주조 등과 같은 경금속의 중력 주조 및 저압 주조와 같은 연속 냉각 주조 분야에 적용됩니다.