گرانش ریخته گری – انجماد بهینه شده توسط فراصوت

سونوگرافی یک مسیر مقیاس پذیر و کم مصرف برای بهینه سازی ریزساختار فلزات ریخته گری گرانشی ارائه می دهد – پر کردن شکاف بین اقتصاد ریخته گری و تقاضاهای با کارایی بالا. در ریخته گری گرانشی، کنترل انجماد برای دستیابی به اجزای فلزی با کارایی بالا ضروری است. فراصوت فلزات مذاب در حین انجماد یک روش پالایش قدرتمند و غیر شیمیایی را ارائه می دهد که کیفیت ریخته گری را در سطح ریزساختار افزایش می دهد. انجماد به کمک اولتراسونیک ترویج هسته ناهمگن، مختل کردن ساختارهای دندریتیک، و همگن درجه حرارت و توزیع املاح در مذاب.

انجماد فراصوت ترویج ذوب فلز

پردازش اولتراسونیک از فلزات مذاب در طول انجماد ارائه قدرتمند, روش پالایش غیر شیمیایی است که افزایش کیفیت ریخته گری در سطح ریز ساختار. با وارد کردن ارتعاشات اولتراسونیک با شدت بالا به مذاب، کاویتاسیون صوتی و جریان القا می شود. این پدیده ها باعث هسته سازی ناهمگن می شوند ، ساختارهای دندریتیک را مختل می کنند و دما و توزیع املاح را در مذاب همگن می کنند.
در نتیجه، انجماد به کمک اولتراسونیک منجر به ساختار دانه ای به طور قابل توجهی ظریف تر و یکنواخت تر، کاهش تفکیک و بهبود خواص مکانیکی مانند استحکام، شکل پذیری و مقاومت در برابر خستگی می شود. به ویژه در ریخته گری گرانشی، که در آن مناطق فیدر مستعد انجماد دیررس و نقص های مرتبط هستند، کاربرد هدفمند سونوگرافی می تواند به صورت محلی سینتیک انجماد را افزایش دهد و اجزای ساختاری برتر را ارائه دهد.

چالش های متالورژی و انجماد اولتراسونیک به عنوان راه حل

تحقیقات اخیر توسط Riedel و همکاران (2019) نشان داده است که ادغام اولتراسونیک در مرحله انجماد ریخته گری آلومینیوم به طور قابل توجهی ساختار دانه را اصلاح می کند و خواص مکانیکی محلی را بهبود می بخشد. با پروب مافوق صوت از Hielscher، که به طور خاص برای غوطه وری در فلز مذاب مهندسی، انجماد مافوق صوت یک راه حل قوی برای ریخته گری قالب بهبود یافته است.
ریخته گری گرانشی آلیاژهای آلومینیوم – به خصوص AlSi7Mg0.3 (A356) – به طور گسترده ای در بخش های خودرو و هوافضا استفاده می شود. با این حال، مناطق نزدیک به فیدرها اغلب آخرین جامد می شوند و در نتیجه به دلیل سرعت خنک کننده کندتر، ریزساختارهای درشت تری ایجاد می شوند. این منجر به خواص مکانیکی پایین تر در این مناطق می شود و یکپارچگی کلی قطعات را کاهش می دهد و ماشینکاری پایین دست را پیچیده می کند.
روش های سنتی برای کاهش این امر – مانند پالایشگاه های دانه شیمیایی (به عنوان مثال، آلیاژهای اصلی Al-Ti-B)، خنک کننده پیشرفته و بهینه سازی طراحی قالب – محدودیت دارند. آنها اغلب در دستیابی به ریزساختار یکنواخت در طول ریخته گری شکست می خورند و می توانند ناخالصی هایی را ایجاد کنند یا به ورودی های انرژی بالا نیاز داشته باشند.

انجماد به کمک التراسونیک از آلومینیوم مذاب منجر به بهبود تدریجی و توزیع همگن تر از خواص مکانیکی و افزایش کلی در استحکام کششی.

انجماد اولتراسونیک

• تا 30 درصد کاهش در فاصله بازوی دندریتیک (DAS) در نواحی مجاور فیدر.
• افزایش قابل توجه سختی و استحکام کششی، به ویژه در مناطقی که قبلا ضعیف بودند.
• ایزوتروپی بهبود یافته خواص مکانیکی، امکان طراحی دیواره نازک تر را بدون به خطر انداختن عملکرد فراهم می کند.

پروب های اولتراسونیک با کارایی بالا برای ریخته گری قالب

Hielscher ارائه می دهد پردازنده های اولتراسونیک با کارایی بالا مجهز به sonotrodes سرامیکی به خصوص توسعه یافته. پروب های سرامیکی اولتراسونیک مهندسی ویژه برای فراصوت مداوم در دمای بالا مناسب هستند و یک پسوند خنک کننده از مبدل در برابر آسیب های حرارتی محافظت می کند.
این سونوترودها عبارتند از:

• از نظر حرارتی بالاتر از 700 درجه سانتیگراد پایدار است
• مقاوم در برابر کاویتاسیون، به حداقل رساندن فرسایش و آلودگی
• قابل تنظیم برای فیدر یا ادغام هسته در قالب های ریخته گری

 
طراحی جمع و جور آنها امکان مقاوم سازی در تنظیمات ریخته گری موجود را فراهم می کند و درب را به سطح جدیدی از کنترل فرآیند و تکرارپذیری در ریخته گری آلومینیوم باز می کند.

درمان انجماد مافوق صوت با Hielscher صنعتی درجه تجهیزات موقعیت این روش به عنوان یک ابزار قدرتمند برای:

• کاهش عیوب ریخته گری
• افزایش قابلیت اطمینان مکانیکی
• کاهش هزینه های پس از پردازش

 
 
جدول زیر پردازنده های اولتراسونیک ما مناسب برای ریخته گری گرانشی را فهرست می کند:

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.