Ultrazvučno otplinjavanje talina aluminijskih legura

Taline aluminija i legura mogu se učinkovito otplinjavati ultrazvučnom obradom visokog učinka. Snažni ultrazvučni valovi potiču koalescenciju vodika i drugih neželjenih plinova kako bi se mogli učinkovito ukloniti iz taline metala. Ultrazvučni otplinjivači dostupni su za primjenu pri vrlo visokim temperaturama i u teškim radnim uvjetima.

Ultrazvučno otplinjavanje rastaljenih aluminijskih legura

Stvaranje kavitacije u tekućim metalima vrlo je zahtjevna primjena i postoji samo vrlo malo tehnika kojima se može proizvesti dovoljna i pouzdana kavitacija u talinama metala. Međutim, brzina nastajanja i intenzitet kavitacije ključni su čimbenici koji određuju rezultate otplinjavanja. Učinkovito otplinjavanje zahtijeva pouzdanu kavitaciju kako bi se postiglo maksimalno usitnjavanje strukture taline metala. Intenzivna akustična kavitacija koju stvara ultrazvuk visokog učinka može poboljšati otplinjavanje za 30 do 60%. Istodobno, sonikacija može znatno poboljšati usitnjavanje zrna u talinama metala.

Prednosti otplinjavanja talina aluminijskih legura ultrazvukom

Budući da je otplinjavanje talina metala poput aluminijskih legura zahtjevan zadatak koji snažno utječe na kvalitetu metala i tlačno lijevanih odljevaka, otplinjavanje ultrazvukom velike snage smatra se obećavajućom metodom – osobito s obzirom na njegove prednosti.

Učinkovito uklanjanje mjehurića plina: Otplinjavanje ultrazvučnom sondom vrlo je učinkovita metoda uklanjanja mjehurića plina iz talina metala. Visokofrekventni ultrazvučni valovi uzrokuju podizanje mjehurića na površinu taline i njihovo oslobađanje, što dovodi do znatnog smanjenja sadržaja plina u talini.
Poboljšana svojstva materijala: Uklanjanje mjehurića plina iz talina metala može dovesti do znatnih poboljšanja mehaničkih i fizikalnih svojstava dobivenog materijala. Razlog je to što mjehurići plina mogu djelovati kao mjesta koncentracije naprezanja, što dovodi do smanjene čvrstoće i duktilnosti.
Poboljšana kvaliteta odljevaka: Ultrazvučno otplinjavanje također može poboljšati kvalitetu odljevaka smanjenjem poroznosti i drugih ljevačkih grešaka povezanih s mjehurićima plina.
Manje troske: Ultrazvučnim otplinjavanjem nastaje manje troske. Stoga ultrazvučni otplinjivači čine postupak otplinjavanja metala učinkovitijim.
Usitnjavanje zrna: Ultrazvučna obrada dodatno se upotrebljava za poboljšanje zrnate strukture talina metala. Time se kvaliteta metala dodatno poboljšava.

Procesni parametri ultrazvučnog otplinjavanja: Otplinjavanje ultrazvučnim otplinjivačima sa sondom smatra se jednom od najpouzdanijih metoda otplinjavanja, čija je primjenjivost znanstveno dokazana u malom i velikom mjerilu. Stvaranje intenzivne akustične kavitacije ovisi o različitim čimbenicima, uključujući procesne parametre ultrazvučne obrade, sastav metala, površinsku napetost, temperaturu taline, viskoznost te volumen i stupanj otapanja plinskih uključaka u talini metala. Procesni parametri ultrazvučne obrade mogu se precizno prilagoditi sastavu taline metala i utjecajnim čimbenicima kako bi se postigao odgovarajući intenzitet kavitacije. Precizno podešavanje ultrazvučnih parametara temelj je prednosti ultrazvučnog otplinjavanja talina metala. Glavne prednosti ultrazvučnog otplinjavanja uključuju velike brzine otplinjavanja i smanjen utjecaj postupka na okoliš. Budući da ultrazvučnim otplinjavanjem nastaje samo vrlo malo troske, ultrazvučno otplinjavanje talina metala zelena je, ekološki prihvatljiva tehnika.

Otplinjavanje talina aluminija i legura ultrazvukom

Ultrazvučno otplinjavanje dokazana je metoda povećanja gustoće aluminijskih legura i smanjenja sadržaja vodika u aluminijskim legurama. U usporedbi s alternativnim postupcima otplinjavanja, poput otplinjavanja rotirajućim impelerom, ultrazvučno otplinjavanje ističe se brzinom i učinkovitošću. Istraživanja su pokazala da je sustav otplinjavanja ultrazvučnom sondom bio oko 3 puta brži od uklanjanja plina impelerom.
Budući da ultrazvučno otplinjavanje ne uključuje konvencionalno miješanje metala, zaštitni aluminijev oksid na površini taline ne narušava se. Očuvanjem cjelovitosti sloja aluminijeva oksida sprječava se unošenje aluminijeva oksida u talinu aluminija, čime taj sloj zadržava svoj zaštitni učinak protiv onečišćujućih tvari iz atmosfere. Ultrazvučno otplinjavanje poboljšava usitnjavanje zrna i strukturu aluminijskih legura. To, uz ultrazvučno potpomognuto uklanjanje nemetalnih plinskih uključaka iz tekućeg aluminija, čini ultrazvučnu obradu talina metala superiornom tehnikom za proizvodnju visokokvalitetnih metalnih odljevaka.

Ovaj videozapis prikazuje učinkovito otplinjavanje viskoznog ulja (40cP). Ultrazvučna obrada uklanja male suspendirane mjehuriće plina iz tekućine i smanjuje udio otopljenog plina ispod prirodne ravnotežne razine.

Osim učinka otplinjavanja, sonikatori Hielscher poboljšavaju i skrućivanje talina metala tijekom lijevanja. Pročitajte više o ultrazvučno potpomognutom skrućivanju talina aluminija!

Ultrazvučni uređaji visokog učinka za otplinjavanje talina metala

Otplinjavanje talina metala poput aluminijskih legura zahtijeva ultrazvučnu opremu visokog učinka i velike snage. Ultrazvučna sonda mora biti predviđena za primjenu pri visokim temperaturama i visokim viskoznostima. Ultrazvučni uređaj mora moći ostvarivati i održavati stalne amplitude tijekom dugih razdoblja. Hielscher Ultrasonics specijaliziran je za razvoj, proizvodnju i distribuciju ultrazvučne opreme velike snage za zahtjevne primjene poput otplinjavanja talina metala pri visokim temperaturama i u teškim radnim uvjetima. Uz ponudu ultrazvučnih uređaja visokog učinka za svako mjerilo i ultrazvučnih sondi posebno razvijenih za obradu tekućih metala, Hielscher Ultrasonics vaš je partner za pouzdanu i učinkovitu obradu talina metala.

Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Ultrazvučni uređaji Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i projektiranja. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju neometanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Ultrazvučni uređaji Hielscher lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics tvrtka je s ISO certifikatom koja poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokog učinka s najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnim rukovanjem. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su sa zahtjevima oznake CE te ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tablica u nastavku daje uvid u približan kapacitet obrade 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	skupina 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.