Ultrazvučno otplinjavanje talina aluminijskih legura

Taline aluminija i legura mogu se efikasno otplinjavati primjenom visokoučinkovite ultrazvučne obrade. Snažni ultrazvučni valovi potiču koalescenciju vodika i drugih neželjenih plinova, tako da se oni mogu efikasno ukloniti iz metalne taline. Ultrazvučni otplinjivači dostupni su za primjenu na vrlo visokim temperaturama i u zahtjevnim uvjetima rada.

Ultrazvučno otplinjavanje rastaljenih aluminijskih legura

Generiranje kavitacije u tekućim metalima vrlo je zahtjevna primjena i postoji samo nekoliko tehnika kojima se može proizvesti dovoljna i pouzdana kavitacija u metalnim talinama. Međutim, brzina i intenzitet kavitacije presudni su faktori koji oblikuju rezultate otplinjavanja. Efikasno otplinjavanje zahtijeva pouzdanu kavitaciju kako bi se postiglo maksimalno strukturno pročišćavanje metalne taline. Intenzivna akustična kavitacija generirana visokoučinkovitim ultrazvukom može poboljšati otplinjavanje za 30 do 60%. Istovremeno, ultrazvučna obrada (sonikacija) može značajno poboljšati usitnjavanje zrna u metalnim talinama.

Prednosti otplinjavanja talina aluminijskih legura primjenom ultrazvuka

Budući da je otplinjavanje metalnih talina, kao što su aluminijske legure, zahtjevan zadatak koji u velikoj mjeri utječe na kvalitetu metala i tlačno lijevanih odljevaka, otplinjavanje snažnim ultrazvukom smatra se obećavajućom metodom – posebno s obzirom na njegove prednosti.

Efikasno uklanjanje plinskih mjehurića: Otplinjavanje ultrazvučnom sondom vrlo je efikasna metoda uklanjanja plinskih mjehurića iz metalnih talina. Visokofrekventni ultrazvučni valovi uzrokuju da se mjehurići podižu na površinu taline i izlaze, što dovodi do značajnog smanjenja sadržaja plina u talini.
Poboljšana svojstva materijala: Uklanjanje plinskih mjehurića iz metalnih talina može dovesti do značajnog poboljšanja mehaničkih i fizičkih svojstava dobivenog materijala. To je zato što plinski mjehurići mogu djelovati kao koncentratori naprezanja, što dovodi do smanjene čvrstoće i duktilnosti.
Poboljšana kvaliteta odljevaka: Ultrazvučno otplinjavanje može također poboljšati kvalitetu odljevaka smanjenjem poroznosti i drugih livačkih defekata povezanih s plinskim mjehurićima.
Manje šljake: Ultrazvučno otplinjavanje rezultira manje šljake. Stoga ultrazvučni otplinjivači čine primjenu otplinjavanja metala efikasnijom.
Usitnjavanje zrna: Ultrazvučna obrada se dodatno koristi za poboljšanje zrnaste strukture metalnih talina. Time se kvaliteta metala dodatno poboljšava.

Procesni parametri ultrazvučnog otplinjavanja: Ultrazvučni otplinjivači sondnog tipa smatraju se jednom od najpouzdanijih metoda otplinjavanja, za koje je znanstveno dokazano da su primjenjivi u maloj i velikoj mjeri. Generiranje intenzivne akustične kavitacije ovisi o različitim faktorima, uključujući ultrazvučne procesne parametre, sastav metala, površinsku napetost, temperaturu taline, viskoznost, kao i volumen i nivo otopljenosti plinskih inkluzija u metalnoj talini. Ultrazvučni procesni parametri mogu se precizno prilagoditi sastavu metalne taline i utjecajnim faktorima kako bi se postigao odgovarajući intenzitet kavitacije. Tačno podešavanje ultrazvučnih parametara temelj je prednosti ultrazvučnog otplinjavanja metalnih talina. Glavne prednosti ultrazvučnog otplinjavanja uključuju visoke brzine otplinjavanja i smanjen utjecaj procesa na okoliš. Budući da ultrazvučno otplinjavanje rezultira samo vrlo malo šljake, ultrazvučno otplinjavanje metalnih talina zelena je, ekološki prihvatljiva tehnika.

Otplinjavanje talina aluminija i legura ultrazvukom

Ultrazvučno otplinjavanje provjerena je metoda za povećanje gustoće aluminijskih legura i smanjenje sadržaja vodika u aluminijskim legurama. U usporedbi s alternativnim postupcima otplinjavanja, kao što je otplinjavanje pomoću rotirajućeg impelera, ultrazvučno otplinjavanje ističe se brzinom i efikasnošću. Studije su pokazale da je sistem za otplinjavanje ultrazvučnom sondom bio otprilike 3 puta brži od uklanjanja plinova impelerom.
Budući da ultrazvučno otplinjavanje ne uključuje konvencionalno miješanje metala, zaštitni aluminijev oksid na površini taline nije narušen. Održavanje netaknutog sloja aluminijevog oksida sprječava unošenje aluminijevog oksida u talinu aluminija, tako da ona zadržava svoj zaštitni učinak protiv atmosferskih zagađivača. Ultrazvučno otplinjavanje poboljšava usitnjavanje zrna i strukturu aluminijskih legura. To, uz ultrazvukom potaknuto uklanjanje nemetalnih plinskih inkluzija iz tekućeg aluminija, čini obradu metalnih talina ultrazvukom superiornom tehnikom za proizvodnju visokokvalitetnih metalnih odljevaka.

Ovaj video prikazuje efikasno otplinjavanje viskoznog ulja (40cP). Ultrazvučna obrada uklanja sitne suspendirane mjehuriće plina iz tečnosti i smanjuje sadržaj otopljenog plina ispod prirodnog ravnotežnog nivoa.

Osim učinaka otplinjavanja, Hielscher sonikatori poboljšavaju i skrućivanje metalnih talina tokom lijevanja. Saznajte više o ultrazvučno potpomognutom skrućivanju talina aluminija!

Visokoučinkoviti ultrazvučni uređaji za otplinjavanje metalnih talina

Otplinjavanje metalnih talina, kao što su aluminijske legure, zahtijeva visokoučinkovitu ultrazvučnu opremu velike snage. Ultrazvučna sonda mora biti specificirana za primjenu na visokim temperaturama i pri visokim viskoznostima. Ultrazvučni uređaj mora biti sposoban isporučiti i održavati konstantne amplitude tokom dugih vremenskih perioda. Hielscher Ultrasonics specijaliziran je za razvoj, proizvodnju i distribuciju ultrazvučne opreme velike snage za zahtjevne primjene kao što je otplinjavanje metalnih talina na visokim temperaturama i u teškim radnim uvjetima. Isporučujući visokoučinkovite ultrazvučne uređaje u svakoj veličini i ultrazvučne sonde razvijene posebno za obradu tekućih metala, Hielscher Ultrasonics vaš je partner za pouzdanu i efikasnu obradu metalnih talina.

Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Hielscher ultrazvučni uređaji poznati su po svojoj najvišoj kvaliteti i standardima dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju neometanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Hielscher ultrazvučni uređaji lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i poseban naglasak stavlja na visokoučinkovite ultrazvučne uređaje s najsavremenijom tehnologijom i jednostavnošću korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji su u skladu s CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tabela u nastavku daje vam orijentaciju o približnom procesnom kapacitetu naših ultrazvučnih uređaja:

Volumen šarže	Protok	Preporučeni uređaji
0,5 do 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
15 do 150L	3 do 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 do 100L/min	UIP16000
n.a.	veći	klaster uređaja UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Povezane teme

Literatura / reference

Wang, C., Connolley, T., Tzanakis, I., Eskin, D., & Mi, J. (2019): Characterization of Ultrasonic Bubble Clouds in A Liquid Metal by Synchrotron X-ray High Speed Imaging and Statistical Analysis. Materials (Basel, Switzerland), 13(1), 44.
I. Tzanakis, W.W. Xu, G.S.B. Lebon, D.G. Eskin, K. Pericleous, P.D. Lee (2015): In Situ Synchrotron Radiography and Spectrum Analysis of Transient Cavitation Bubbles in Molten Aluminium Alloy. Physics Procedia, Volume 70, 2015. 841-845.
Shusen, Wu; Liu, Longfei; Qianqian, Ma; Youwu, Mao; Ping, An. (2012): Degassing effect of ultrasonic vibration in molten melt and semi-solid slurry of Al-Si alloys. Foundry 9, 2012. 201-206.