Απαέρωση τηγμάτων κραμάτων αλουμινίου με υπερήχους
Τα τήγματα αλουμινίου και κραμάτων μπορούν να απαερωθούν αποτελεσματικά με κατεργασία με υπερήχους υψηλής απόδοσης. Τα ισχυρά κύματα υπερήχων προάγουν τη συνένωση του υδρογόνου και άλλων ανεπιθύμητων αερίων, ώστε να μπορούν να απομακρυνθούν αποτελεσματικά από το μεταλλικό τήγμα. Διατίθενται απαερωτές υπερήχων για εφαρμογές σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και υπό βαριές συνθήκες λειτουργίας.
Απαέρωση τηγμένων κραμάτων αλουμινίου με υπερήχους
Η δημιουργία σπηλαίωσης σε υγρά μέταλλα είναι μια ιδιαίτερα απαιτητική εφαρμογή και υπάρχουν ελάχιστες μόνο τεχνικές για την παραγωγή επαρκούς και αξιόπιστης σπηλαίωσης σε μεταλλικά τήγματα. Ωστόσο, ο ρυθμός και η ένταση της σπηλαίωσης είναι καθοριστικοί παράγοντες που διαμορφώνουν τα αποτελέσματα της απαέρωσης. Η αποτελεσματική απαέρωση απαιτεί αξιόπιστη σπηλαίωση, ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη εκλέπτυνση της δομής του μεταλλικού τήγματος. Η έντονη ακουστική σπηλαίωση που παράγεται από υπερήχους υψηλής απόδοσης μπορεί να βελτιώσει την απαέρωση κατά 30 έως 60%. Παράλληλα, η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την εκλέπτυνση των κόκκων των μεταλλικών τηγμάτων.
Πλεονεκτήματα της απαέρωσης τηγμάτων κραμάτων αλουμινίου με υπερήχους
Καθώς η απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων, όπως τα κράματα αλουμινίου, αποτελεί απαιτητική εργασία που επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ποιότητα των μετάλλων και των χυτών υπό πίεση, η απαέρωση με υπερήχους ισχύος θεωρείται πολλά υποσχόμενη μέθοδος – ιδιαίτερα λόγω των πλεονεκτημάτων της.
- Αποτελεσματική απομάκρυνση φυσαλίδων αερίου: Η απαέρωση με ηχοτρόδιο υπερήχων είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος απομάκρυνσης φυσαλίδων αερίου από μεταλλικά τήγματα. Τα κύματα υπερήχων υψηλής συχνότητας προκαλούν την άνοδο των φυσαλίδων στην επιφάνεια του τήγματος και τη διαφυγή τους, οδηγώντας σε σημαντική μείωση της περιεκτικότητας του τήγματος σε αέρια.
- Βελτιωμένες ιδιότητες του υλικού: Η απομάκρυνση φυσαλίδων αερίου από μεταλλικά τήγματα μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές βελτιώσεις των μηχανικών και φυσικών ιδιοτήτων του παραγόμενου υλικού. Αυτό συμβαίνει επειδή οι φυσαλίδες αερίου μπορούν να λειτουργήσουν ως σημεία συγκέντρωσης τάσεων, οδηγώντας σε μειωμένη αντοχή και ολκιμότητα.
- Βελτιωμένη ποιότητα χυτών: Η απαέρωση με υπερήχους μπορεί επίσης να βελτιώσει την ποιότητα των χυτών, μειώνοντας το πορώδες και άλλα ελαττώματα χύτευσης που σχετίζονται με φυσαλίδες αερίου.
- Λιγότερη σκωρία: Η απαέρωση με υπερήχους έχει ως αποτέλεσμα λιγότερη σκωρία. Επομένως, οι απαερωτές υπερήχων καθιστούν την εφαρμογή της απαέρωσης μετάλλων πιο αποδοτική.
- Εκλέπτυνση κόκκων: Η κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται επιπλέον για τη βελτίωση της δομής των κόκκων των μεταλλικών τηγμάτων. Με αυτόν τον τρόπο, η ποιότητα του μετάλλου ενισχύεται περαιτέρω.
Παράμετροι διεργασίας της απαέρωσης με υπερήχους: Οι απαερωτές υπερήχων με ηχοτρόδιο θεωρούνται μία από τις πλέον αξιόπιστες μεθόδους απομάκρυνσης αερίων, των οποίων η εφαρμοσιμότητα έχει αποδειχθεί επιστημονικά σε μικρή και μεγάλη κλίμακα. Η δημιουργία έντονης ακουστικής σπηλαίωσης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως οι παράμετροι της διεργασίας υπερήχων, η σύσταση του μετάλλου, η επιφανειακή τάση, η θερμοκρασία του τήγματος, το ιξώδες, καθώς και ο όγκος και ο βαθμός διάλυσης των αέριων εγκλεισμάτων στο μεταλλικό τήγμα. Οι παράμετροι της διεργασίας υπερήχων μπορούν να προσαρμοστούν με ακρίβεια στη σύσταση του μεταλλικού τήγματος και στους παράγοντες που την επηρεάζουν, ώστε να επιτυγχάνεται η κατάλληλη ένταση σπηλαίωσης. Η ακριβής ρύθμιση των παραμέτρων υπερήχων αποτελεί τη βάση για τα πλεονεκτήματα της απαέρωσης μεταλλικών τηγμάτων με υπερήχους. Τα κύρια πλεονεκτήματα της απαέρωσης με υπερήχους περιλαμβάνουν υψηλούς ρυθμούς απαέρωσης και μειωμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις της διεργασίας. Καθώς η απαέρωση με υπερήχους παράγει μόνο ελάχιστη σκωρία, η απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων με υπερήχους αποτελεί μια πράσινη, φιλική προς το περιβάλλον τεχνική.
Απαέρωση τηγμάτων αλουμινίου και κραμάτων με υπερήχους
Η απαέρωση με υπερήχους είναι μια αποδεδειγμένη μέθοδος για την αύξηση της πυκνότητας των κραμάτων αλουμινίου και τη μείωση της περιεκτικότητάς τους σε υδρογόνο. Σε σύγκριση με εναλλακτικές διαδικασίες απαέρωσης, όπως η απομάκρυνση αερίων με περιστροφική πτερωτή, η απαέρωση με υπερήχους υπερέχει ως προς την ταχύτητα και την απόδοση. Μελέτες έχουν δείξει ότι ένα σύστημα απαέρωσης με ηχοτρόδιο υπερήχων ήταν περίπου 3 φορές ταχύτερο από την απομάκρυνση αερίων με πτερωτή.
Καθώς η απαέρωση με υπερήχους δεν περιλαμβάνει συμβατική ανάδευση του μετάλλου, το προστατευτικό οξείδιο του αλουμινίου στην επιφάνεια του τήγματος δεν διαταράσσεται. Η διατήρηση άθικτης της στιβάδας οξειδίου του αλουμινίου αποτρέπει την εισαγωγή οξειδίου του αλουμινίου στο τήγμα αλουμινίου, ώστε η στιβάδα να διατηρεί την προστατευτική της δράση έναντι των ατμοσφαιρικών προσμείξεων. Η απαέρωση με υπερήχους βελτιώνει την εκλέπτυνση των κόκκων και τη δομή των κραμάτων αλουμινίου. Αυτό, σε συνδυασμό με την απομάκρυνση μη μεταλλικών αέριων εγκλεισμάτων από το υγρό αλουμίνιο που προάγεται από τους υπερήχους, καθιστά την κατεργασία μεταλλικών τηγμάτων με υπερήχους ανώτερη τεχνική για την παραγωγή μεταλλικών χυτών υψηλής ποιότητας.
Πέρα από την απαερωτική τους δράση, οι συσκευές υπερήχων Hielscher βελτιώνουν επίσης τη στερεοποίηση των μεταλλικών τηγμάτων κατά τη χύτευση. Διαβάστε περισσότερα για τη στερεοποίηση τηγμάτων αλουμινίου με υποβοήθηση υπερήχων!
Συσκευή υπερήχων UIP2000hdT για εφαρμογές βαρέος τύπου, όπως η απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων
Συσκευές υπερήχων υψηλής απόδοσης για την απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων
Η απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων, όπως τα κράματα αλουμινίου, απαιτεί εξοπλισμό υπερήχων υψηλής απόδοσης και ισχύος. Το ηχοτρόδιο υπερήχων πρέπει να πληροί τις προδιαγραφές για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες και με υψηλά ιξώδη. Η συσκευή υπερήχων πρέπει να μπορεί να παρέχει και να διατηρεί σταθερά πλάτη ταλάντωσης για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Η Hielscher Ultrasonics ειδικεύεται στην ανάπτυξη, την κατασκευή και τη διανομή εξοπλισμού υπερήχων υψηλής ισχύος για απαιτητικές εφαρμογές, όπως η απαέρωση μεταλλικών τηγμάτων σε υψηλές θερμοκρασίες και υπό βαριές συνθήκες λειτουργίας. Προμηθεύοντας συσκευές υπερήχων υψηλής απόδοσης για κάθε κλίμακα και ηχοτρόδια υπερήχων ειδικά σχεδιασμένα για την κατεργασία υγρών μετάλλων, η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας για αξιόπιστη και αποδοτική κατεργασία μεταλλικών τηγμάτων.
Σχεδιασμός, κατασκευή και συμβουλευτική – Ποιότητα γερμανικής κατασκευής
Οι συσκευές υπερήχων Hielscher είναι γνωστές για τα ύψιστα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η στιβαρότητα και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των συσκευών υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι συσκευές υπερήχων Hielscher ανταποκρίνονται εύκολα σε σκληρές συνθήκες και απαιτητικά περιβάλλοντα.
Η Hielscher Ultrasonics είναι εταιρεία πιστοποιημένη κατά ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση σε συσκευές υπερήχων υψηλής απόδοσης που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και είναι φιλικές προς τον χρήστη. Φυσικά, οι συσκευές υπερήχων Hielscher συμμορφώνονται με το CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 0,5 έως 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία από UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής απόδοσης από εργαστηριακό έως βιομηχανικό μέγεθος.
