Ultrazvučna profinjenost metalnih talina

  • Snaga ultrazvuka u tekućeg metala i legura pokazuje različite korisne učinke, kao što su, strukturiranja otplinjavanje i poboljšanu filtriranjem.
  • Ultrasonication potiče ne-dendritično skrućivanje u tekućim i polu-čvrstim metalima.
  • Sonication ima značajne prednosti na mikrostrukture profinjenosti dendritičke žitarica i primarnih intermetalnih čestica.
  • Nadalje, snaga ultrazvuk se može koristiti s namjerom da se smanji ili metalni poroznost proizvesti mezo-poroznih struktura.
  • Posljednje, ali ne najmanje važno, moć ultrazvuk poboljšava kvalitetu odljevaka.

Ultrazvučno skrućivanje metalnih talina

Formiranje ne dendritskih struktura tijekom skrućivanja taline metala utjecaja na svojstva materijala kao što su čvrstoća, žilavost, žilavost i / ili čvrstoće.
Ultrazvučno mijenjati zrna nukleacije: Akustična kavitacija i njezine intenzivne sile smicanja povećavaju mjesta nukleacije i broj jezgri u talini. Ultrazvučni tretman talina rezultira heterogenom nukleacijom i fragmentacijom dendrita, tako da konačni proizvod pokazuje znatno veću profinjenost zrna.
Ultrazvučne kavitacije uzrokuje čak vlaženje nemetalnih nečistoća u talinu. Ti nečistoće pretvoriti u mjesta nukleacije, koja su polazišta skrućivanja. Budući da su ti nukleacije točke su ispred skrućivanja ispred, rast dendritičke strukture ne dogodi.

Intenzivna ultrazvuka poboljšava strukturu zrna u talinama metala i time pomaže u ispunjavanju standarda kvalitete za lijevanje.

Makrostruktura Ti legure nakon ultrazvučnog tretmana. Ultrasonication rezultira značajno rafiniranom strukturom zrna.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučno nano-strukturiranje metala i zeolita je vrlo učinkovita tehnika za proizvodnju katalizatora visokih performansi.

Dr. Andreeva-Bäumler, Sveučilište u Bayreuthu, radi s ultrasonicator UIP1000hdT na nano-strukturiranju metala.

Ultrazvučni učinci na leguru Vicker tvrdoće: Ultrasonication poboljšava Vickers mikrotvrdoću u metalu

Ultrazvučni učinci na leguru Vicker tvrdoće: Ultrasonication poboljšava Vickers mikrotvrdoću u metalu
(studija i grafika: ©Ruirun i sur., 2017)

 
Dendritima fragmentacija: Topljenje dendrita obično počinje u korijenu zbog lokalnog porasta temperature i segregacije. Sonikacija stvara jaku konvekciju (prijenos topline masovnim kretanjem tekućine) i udarne valove u talini, tako da su dendriti fragmentirani. Konvekcija može potaknuti fragmentaciju dendrita zbog ekstremnih lokalnih temperatura, kao i varijacija sastava i potiče difuziju otopljene tvari. Kavitacijski udarni valovi pomažu u lomu tih topljivih korijena.

Ultrazvučno otplinjavanje metalnih legura

Otplinjavanje je drugi važan učinak snage ultrazvučna na tekućim i polukrutih metala i legura. Akustična kavitacija stvara izmjeničnu niske ciklusa pritisak / visokog tlaka. Vrijeme ciklusa s niskim tlakom, maleni vakuum mjehurići pojavljuju u tekućem ili kaše. Ovi mjehurići vakuum djeluje kao jezgre za tvorbu vodikovih i para mjehurića. Zbog formiranja većih vodika mjehurića, plin mjehurići. Akustična tok i streaming pomoći plutajući tih mjehurića na površini i izvan taline, tako da se plin može biti uklonjena i koncentracija plina u talinu se smanjuje.
Ultrazvučni otplinjavanje smanjuje poroznost metala postiglo veću gustoću materijala u konačnom metal / legure produkta.
Ultrazvučno otplinjavanje od aluminijskih legura podići vlačna čvrstoća i žilavost materijala. Industrijska snaga ultrazvučni sustavi računati kao najbolji među ostalim komercijalnim metodama otplinjavanje pogledu učinkovitosti i obradu vrijeme. Osim toga, proces punjenja kalupa je poboljšana zbog niže viskoznosti taline.
 

Ultrasonication poboljšava tlačnu čvrstoću metala taline, a time i kvalitetu metala značajno.

Tlačna svojstva Ti44Al6Nb1Cr2V u različitim vremenima ultrazvukom. Sonikacija značajno poboljšava tlačnu čvrstoću.
(studija i grafika: ©Ruirun i sur., 2017)

Keramički sonotrode BS4D22L3C je posebna sonotrode pogodna za sonificiranje visokotemperaturnih tekućina kao što su rastaljeni aluminij (npr. Za miješanje i otplinjavanje). Napravio Hielscher Ultrasonics

Keramički sonotrode BS4D22L3C je posebna sonotrode pogodna za sonificiranje visokotemperaturnih tekućina kao što su rastaljeni aluminij (npr. Za miješanje i otplinjavanje).

Sonokapilarnim utjecajem tijekom filtracije

Ultrazvučni kapilarni učinak u tekućim metalima je pokretački učinak za uklanjanje oksidnih inkluzija tijekom ultrazvučno potpomognute filtracije talina. (Eskin i sur. 2014: 120ff.)
Filtracija se koristi za uklanjanje nemetalni nečistoća iz taline. Tijekom filtracije taline prolazi različite otvore (na primjer staklenog vlakna) za odvajanje neželjenih inkluzije. Što je manja veličina oka, bolje je rezultat filtracija.
Pod zajedničkim uvjetima, talina ne može proći dvoslojni filter s vrlo uskom veličine pora od 0,4-0,4mm. Međutim, pod ultrazvučno uz pomoć filtracije taline omogućeno da prođe pore mreže zbog sonokapilarnim učinak. U tom slučaju, filter kapilare zadržati čak i nemetalnih nečistoće 1-10 | iM. Zbog poboljšane čistoće legure, formiranje pora vodika na oksidi se izbjegava, tako da se snaga umor legure je povećana.
Eskin et al. (2014. 120ff) pokazala je da ultrazvučna filtriranje omogućava pročišćavanje aluminijske legure AA2024, AA7055 i AA7075 upotrebom višeslojne filtera od staklenih vlakana (s do 9 slojeva) s 0.6×0.6mm mreže pore. Kada je proces ultrazvučni filtracije se pomiješa s dodatkom inokulanta, istovremeno zrna doradu postiže.

Ultrazvučno pojačanje metalnih legura

Ultrasonikacije je dokazano vrlo učinkovita u disperziju čestica nano ravnomjerno u suspenzijama. Dakle, ultrazvučni raspršivači su najčešći oprema za proizvodnju nano-ojačani kompoziti.
Nano čestica (npr Al2O3/ SiC, CNTs) se koriste kao materijal za ojačavanje. Čestice nano se dodaje u rastaljene legure i raspršene ultrazvučno. Akustični kavitacije i streaming poboljšava razbijenje i ovlaživost čestica, što rezultira poboljšanim vlačne čvrstoće, čvrstoća, i istezanja.

Ultrazvučni uređaj UIP2000hdT (2kW) sa Cascatrode

Ultrazvučna oprema za teške uvjete rada

Primjena snage ultrazvuka u metalurgiji zahtijeva robusne, pouzdane ultrazvučne sustave, koji se mogu instalirati u zahtjevnim okruženjima. Hielscher Ultrasonics opskrbljuje ultrazvučnu opremu industrijskog stupnja za instalacije u teškim primjenama i grubim okruženjima. Svi naši ultrasonicators su izgrađeni za 24/7 rad. Hielscher ultrazvučni sustavi velike snage upareni su s robusnošću, pouzdanošću i preciznom upravljivošću.
zahtjevne procese – kao prerade metalnih talina – zahtijevaju sposobnost intenzivne ultrazvukom. Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvučni procesori isporučuju vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 operaciji. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Za sonication vrlo visoke tekućine i rastopiti temperaturama, Hielscher nudi razne sonotroda i prilagođene accessoires kako bi osigurali optimalne rezultate obrade.
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo Vas da koristite obrazac u nastavku, ako želite zatražiti dodatne informacije o ultrazvučnoj homogenizaciji. Rado ćemo vam ponuditi ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve.









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,




Literatura / Reference

  • Eskin, Georgy I.; Eskin, Dmitry G. (2014): Ultrasonic Treatment of Light Alloy Melts. CRC Press,Technology & Engineering 2014.
  • Jia, S.; Xuan, Y.; Nastac, L.; Allison, P.G.; Rushing, T.W: (2016): Microstructure, mechanical properties and fracture behavior of 6061 aluminium alloy-based nanocomposite castings fabricated by ultrasonic processing. International Journal of Cast Metals Research, Vol. 29, Iss. 5: TMS 2015 Annual Meeting and Exhibition 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. et al. (2017): Effects of ultrasonic vibration on the microstructure and mechanical properties of high alloying TiAl. Sci. Rep. 7, 2017.
  • Skorb, E.V.; Andreeva, D.V. (2013): Bio-inspired ultrasound assisted construction of synthetic sponges. J. Mater. Chem. A, 2013,1. 7547-7557.
  • Tzanakis,I.; Xu, W.W.; Eskin, D.G.; Lee, P.D.; Kotsovinos, N. (2015): In situ observation and analysis of ultrasonic capillary effect in molten aluminium . Ultrasonic Sonochemistry 27, 2015. 72-80.
  • Wu, W.W:; Tzanakis, I.; Srirangam, P.; Mirihanage, W.U.; Eskin, D.G.; Bodey, A.J.; Lee, P.D. (2015): Synchrotron Quantification of Ultrasound Cavitation and Bubble Dynamics in Al-10Cu Melts.

Činjenice koje vrijedi znati

Snaga Ultrazvuk i kavitacije

Kada visoki intenzivne ultrazvučni valovi su zajedno u tekućinama ili kaše, fenomen kavitacija javlja.
Visoka snaga ultrazvuka niske frekvencije uzrokuje stvaranje mjehurića kavitacije u tekućinama i gnojnicama na kontrolirani način. Intenzivni ultrazvučni valovi stvaraju izmjenične cikluse niskotlačnog / visokotlačnog pritiska u tekućini. Te brze promjene tlaka stvaraju šupljine, tzv. Kavitacijske mjehuriće. Ultrazvučno inducirani mjehurići kavitacije mogu se smatrati kemijskim mikroreaktorima koji osiguravaju visoke temperature i tlakove na mikroskopskoj skali, pri čemu nastaju formiranje aktivnih vrsta kao što su slobodni radikali iz otopljenih molekula. U kontekstu kemijske građe, ultrazvučna kavitacija ima jedinstveni potencijal lokalnog kataliziranja reakcija visoke temperature (do 5000 K) i visokotlačnih (500 m) reakcije, dok sustav ostaje makroskopski blizu sobne temperature i ambijentalnog tlaka. (usp. Skorb, Andreeva 2013)
Ultrazvučni tretmani uglavnom se temelje na kavitacijskim učincima. Za metalurgiju, ultrazvukom je vrlo povoljna tehnika za poboljšanje lijevanja metala i legura.
Osim obrade metalnih talina, ultrazvukom se također koristi za stvaranje spužvastih nanostruktura i nano-uzoraka na čvrstim metalnim površinama kao što su titan i legure. Ovi ultrazvučno nanostrukturirani dijelovi titana i legure pokazuju veliku sposobnost kao implantati s poboljšanom proliferacijom osteogenih stanica. Pročitajte više o ultrazvučnom nano-strukturiranju titanskih implantata!

Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.