Ultraschallentgasung von Aluminiumlegierungsschmelzen

Aluminium- und Legierungsschmelzen lassen sich mit Hochleistungsultraschall effizient entgasen. Leistungsstarke Ultraschallwellen fördern die Koaleszenz von Wasserstoff und anderen unerwünschten Gasen, sodass diese effizient aus der Metallschmelze entfernt werden können. Ultraschallentgaser sind für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen und unter hoher Beanspruchung verfügbar.

Ultraschallentgasung geschmolzener Aluminiumlegierungen

Die Erzeugung von Kavitation in flüssigen Metallen ist eine äußerst anspruchsvolle Anwendung, und es gibt nur sehr wenige Verfahren, mit denen sich ausreichende und zuverlässige Kavitation in Metallschmelzen erzeugen lässt. Die Rate und die Intensität der Kavitation sind jedoch entscheidende Faktoren für die Entgasungsergebnisse. Eine wirksame Entgasung erfordert zuverlässige Kavitation, um eine maximale Gefügeverfeinerung der Metallschmelze zu erzielen. Intensive akustische Kavitation, die durch Hochleistungsultraschall erzeugt wird, kann die Entgasung um 30 bis 60 % verbessern. Gleichzeitig kann die Beschallung die Kornfeinung von Metallschmelzen erheblich verbessern.

Vorteile der Entgasung von Aluminiumlegierungsschmelzen mit Ultraschall

Da die Entgasung von Metallschmelzen wie Aluminiumlegierungen eine anspruchsvolle Aufgabe ist, die die Qualität von Metallen und Druckgussteilen maßgeblich beeinflusst, gilt die Entgasung mit Leistungsultraschall als vielversprechendes Verfahren – insbesondere im Hinblick auf ihre Vorteile.
 

• Effektive Entfernung von Gasblasen: Die Entgasung mit Ultraschallsonotroden ist ein sehr wirksames Verfahren zur Entfernung von Gasblasen aus Metallschmelzen. Die hochfrequenten Ultraschallwellen bewirken, dass die Blasen an die Oberfläche der Schmelze steigen und entweichen, wodurch der Gasgehalt der Schmelze erheblich reduziert wird.
• Verbesserte Materialeigenschaften: Die Entfernung von Gasblasen aus Metallschmelzen kann zu erheblichen Verbesserungen der mechanischen und physikalischen Eigenschaften des entstehenden Materials führen. Das liegt daran, dass Gasblasen als Spannungskonzentratoren wirken können, wodurch Festigkeit und Duktilität abnehmen.
• Verbesserte Gussqualität: Die Ultraschallentgasung kann auch die Gussqualität verbessern, indem sie die Porosität und andere mit Gasblasen verbundene Gussfehler reduziert.
• Weniger Krätze: Bei der Ultraschallentgasung fällt weniger Krätze an. Dadurch machen Ultraschallentgaser die Entgasung von Metallen effizienter.
• Kornfeinung: Die Ultraschallbehandlung wird zusätzlich eingesetzt, um die Kornstruktur von Metallschmelzen zu verbessern. Dadurch wird die Metallqualität weiter erhöht.

Prozessparameter der Ultraschallentgasung: Die Entgasung mit Ultraschallsonotroden gilt als eines der zuverlässigsten Entgasungsverfahren, dessen Eignung im kleinen und großen Maßstab wissenschaftlich nachgewiesen wurde. Die Erzeugung intensiver akustischer Kavitation hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Ultraschallprozessparameter, die Metallzusammensetzung, die Oberflächenspannung, die Schmelzetemperatur, die Viskosität sowie das Volumen und der Lösungsgrad von Gaseinschlüssen in der Metallschmelze. Die Ultraschallprozessparameter lassen sich präzise auf die Zusammensetzung der Metallschmelze und die Einflussfaktoren abstimmen, sodass die passende Kavitationsintensität erzielt wird. Die genaue Einstellung der Ultraschallparameter bildet die Grundlage für die Vorteile der Ultraschallentgasung von Metallschmelzen. Zu den wichtigsten Vorteilen der Ultraschallentgasung zählen hohe Entgasungsraten und die geringere Umweltbelastung des Verfahrens. Da bei der Ultraschallentgasung nur sehr wenig Krätze anfällt, ist die Ultraschallentgasung von Metallschmelzen ein umweltfreundliches Verfahren.

Entgasung von Aluminium- und Legierungsschmelzen mit Ultraschall

Die Ultraschallentgasung ist ein bewährtes Verfahren zur Erhöhung der Dichte von Aluminiumlegierungen und zur Verringerung ihres Wasserstoffgehalts. Im Vergleich zu alternativen Entgasungsverfahren wie der Entgasung mit einem rotierenden Impeller zeichnet sich die Ultraschallentgasung durch Schnelligkeit und Effizienz aus. Studien haben gezeigt, dass ein Entgasungssystem mit Ultraschallsonotrode etwa 3-mal schneller war als die Gasentfernung mit einem Impeller.
Da die Ultraschallentgasung ohne konventionelles Rühren des Metalls auskommt, wird die schützende Aluminiumoxidschicht an der Oberfläche der Schmelze nicht aufgebrochen. Die intakte Aluminiumoxidschicht verhindert den Eintrag von Aluminiumoxid in die Aluminiumschmelze und behält dadurch ihre Schutzwirkung gegen Verunreinigungen aus der Atmosphäre bei. Die Ultraschallentgasung verbessert die Kornfeinung und das Gefüge von Aluminiumlegierungen. Zusammen mit der durch Ultraschall geförderten Entfernung nichtmetallischer Gaseinschlüsse aus dem flüssigen Aluminium macht dies die ultraschallgestützte Behandlung von Metallschmelzen zu einem überlegenen Verfahren für die Herstellung hochwertiger Metallgussteile.

Neben ihrer Entgasungswirkung verbessern die Ultraschallgeräte von Hielscher auch die Erstarrung von Metallschmelzen beim Gießen. Erfahren Sie mehr über die ultraschallgestützte Erstarrung von Aluminiumschmelzen!

Hochleistungsultraschallgeräte zur Entgasung von Metallschmelzen

Die Entgasung von Metallschmelzen wie Aluminiumlegierungen erfordert leistungsfähige Ultraschallgeräte mit hoher Ultraschallleistung. Die Ultraschallsonotrode muss für den Einsatz bei hohen Temperaturen und hohen Viskositäten ausgelegt sein. Das Ultraschallgerät muss über lange Zeiträume konstante Amplituden erzeugen und aufrechterhalten können. Hielscher Ultrasonics ist auf die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb leistungsstarker Ultraschallgeräte für anspruchsvolle Anwendungen wie die Entgasung von Metallschmelzen bei hohen Temperaturen und unter hoher Beanspruchung spezialisiert. Mit Hochleistungsultraschallgeräten für jeden Maßstab und Ultraschallsonotroden, die speziell für die Behandlung flüssiger Metalle entwickelt wurden, ist Hielscher Ultrasonics Ihr Partner für die zuverlässige und effiziente Verarbeitung von Metallschmelzen.

Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany

Ultraschallgeräte von Hielscher sind für höchste Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Ultraschallgeräte von Hielscher bewältigen raue Bedingungen und anspruchsvolle Einsatzumgebungen problemlos.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf Hochleistungsultraschallgeräte mit modernster Technologie und hoher Benutzerfreundlichkeit. Selbstverständlich sind Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.

Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: