A fém olvadék ultrahangos finomítása

  • Teljesítmény ultrahang olvadt fémek és ötvözetek ábra különböző előnyös hatásokat, például strukturáló, gáztalanító, és javított szűrési.
  • Az ultrahangos kezelés elősegíti a nem dendritikus megszilárdulást folyékony és félig szilárd fémekben.
  • Az ultrahangos kezelés jelentős előnyökkel jár a finom mikroszerkezetet dendritikus magvak és primer fémvegyület részecskéket.
  • Továbbá, elektromos ultrahang felhasználható céltudatosan, hogy csökkentsék a fém porozitás vagy előállításához mezo-porózus szerkezetek.
  • Végül, de nem utolsósorban, elektromos ultrahang javítja az öntvények.

A fém olvadék ultrahangos megszilárdulása

A formáció a nem-dendrites szerkezetek megszilárdulás folyamán fém megolvad befolyásolja az anyag tulajdonságait, például a szilárdság, alakíthatóság, szívósság, és / vagy a keménysége.
Ultrahanggal megváltozott gabona nucleation: Az akusztikus kavitáció és intenzív nyíróerői növelik a nukleációs helyeket és az atommagok számát az olvadékban. Az olvadékok ultrahangos kezelése heterogén nukleációt és a dendritek töredezettségét eredményezi, így a végtermék jelentősen nagyobb szemcsefinomítást mutat.
Ultrahangos kavitáció okoz az egyenletes nedvesítése nemfémes szennyezők az olvadékban. Azok szennyeződések alakulnak nucleation területek, amelyek kiindulópontjai megszilárdulása. Mivel ezek a gócpont van, megelőzve a megszilárdulás előtt, a növekedés a dendritikus struktúrák nem fordul elő.

Az intenzív ultrahangos kezelés javítja a fémolvadék szemcseszerkezetét, és ezáltal segít megfelelni a présöntés minőségi előírásainak.

A Ti ötvözet makrostruktúrája ultrahangos kezelés után. Az ultrahangos kezelés jelentősen finomított szemcseszerkezetet eredményez.

Információkérés




Jegyezzük fel Adatvédelmi irányelvek.


A fémek és zeolitok ultrahangos nanostrukturálása rendkívül hatékony technika nagy teljesítményű katalizátorok előállítására.

Dr. Andreeva-Bäumler, Bayreuthi Egyetem, az UIP1000hdT ultrahangos készülékkel dolgozik a fémek nano-strukturálásán.

Ultrahangos hatások ötvözet Vicker keménység: Az ultrahangos kezelés javítja a Vickers mikrokeménységét fémben

Ultrahangos hatások ötvözet Vicker keménység: Az ultrahangos kezelés javítja a Vickers mikrokeménységét fémben
(tanulmány és grafika: ©Ruirun et al., 2017)

 
Dendrit töredezettség: A dendritek olvadása általában a gyökérnél kezdődik a helyi hőmérséklet-emelkedés és szegregáció miatt. A szonikálás erős konvekciót generál (hőátadás folyadék tömegmozgásával) és lökéshullámokat az olvadékban, így a dendritek töredezettek. A konvekció elősegítheti a dendrit fragmentációját a szélsőséges helyi hőmérsékletek és az összetétel változásai miatt, és elősegíti az oldott anyag diffúzióját. A kavitációs lökéshullámok segítik az olvadó gyökerek törését.

Ultrahangos gáztalanítás fémötvözetek

Gáztalanító egy másik fontos hatása hatalmi ultrahang a folyékony és félig szilárd fémek és ötvözetek. Az akusztikus kavitáció teremt váltakozó alacsony nyomású / nagynyomású ciklusban. Az alacsony nyomású ciklusokat, apró vákuum buborékok előfordulnak a folyadék vagy szuszpenzió. Ezek a vákuum buborékok magképzőként működhetnek a kialakulását hidrogén és gőz buborékok. Mivel a képződése nagyobb hidrogén buborékok, a gázbuborékok. Akusztikus áramlás és streaming segíti a lebegő ezen buborékok a felszínre, és az olvadékból, úgy, hogy a gáz lehet távolítani, és a gáz koncentrációja az olvadékban csökken.
Ultrahangos gáztalanítás csökkenti a porozitás a fém elérése ezáltal nagyobb anyag sűrűsége a végső fém / ötvözet termék.
Ultrahangos gáztalanítás alumíniumötvözetek emelni a szakítószilárdság és alakíthatóság az anyag. Ipari áram ultrahangos rendszerek száma, mint a legjobb többek között kereskedelmi gáztalanító módszerek tekintetében a hatékonyság és a feldolgozási idő. Ezen túlmenően, a folyamat a forma öntése javul az alacsonyabb az olvadék viszkozitásának.
 

Az ultrahangos kezelés javítja a fém olvadék nyomószilárdságát, és ezáltal a fém minőségét jelentősen.

A Ti44Al6Nb1Cr2V nyomó tulajdonságai különböző ultrahangos időpontokban. Az ultrahangos kezelés jelentősen javítja a nyomószilárdságot.
(tanulmány és grafika: ©Ruirun et al., 2017)

Kerámia sonotrode BS4D22L3C egy speciális sonotrode alkalmas ultrahangos magas hőmérsékletű folyadékok, például olvadt alumínium (pl. keverés és gáztalanítás). Készítette Hielscher Ultrasonics

Kerámia sonotrode BS4D22L3C egy speciális sonotrode alkalmas ultrahangos magas hőmérsékletű folyadékok, például olvadt alumínium (pl. keverés és gáztalanítás).

Sonocapillary Effect szűrés közben

Az ultrahangos kapilláris hatás folyékony fémekben az oxid zárványok eltávolítására szolgáló hajtóhatás az olvadékok ultrahanggal segített szűrése során. (Eskin et al. 2014: 120ff.)
Szűrést alkalmazunk, hogy eltávolítsuk a nem-fémes szennyeződéseket az olvadékból. Szűrés közben, az olvadék áthalad különböző hálók (például üvegrost) elválasztására a nem kívánt zárványok. A kisebb szembőségű, annál jobb a szűrési eredményt.
A közös feltételek, az olvadék nem tud átadni egy kétrétegű szűrő egy nagyon keskeny pórusméretű 0,4-0,4mm. Értelmében azonban ultrahanggal támogatott szűrés az olvadék engedélyezve van, hogy adja át a háló pórusok miatt sonocapillary hatást. Ebben az esetben a szűrő kapillárisok megtartják még nem fémes szennyezők 1-10μm. Mivel a fokozott tisztasága az ötvözet, a formáció a hidrogén-pórusok a oxidok elkerülhető úgy, hogy a kifáradási szilárdságot az ötvözet növeljük.
Eskin et al. (2014: 120ff.) Kimutatták, hogy az ultrahangos szűréssel lehetővé teszi, hogy megtisztítsa a alumíniumötvözetek AA2024, AA7055, és AA7075 ötvözetek felhasználásával többrétegű üvegszálas szűrőn (legfeljebb 9 réteg) 0,6×0.6mm háló pórusokat. Amikor az ultrahangos szűrési eljárást kombináljuk azzal a kiegészítéssel, oltóanyagokat, egyidejű szemcsefinomító érjük.

Fémötvözetek ultrahangos megerősítése

Ultrasonication bizonyított, hogy rendkívül hatékony a diszpergáló nano részecskék egyenletesen be iszapok. Ezért ultrahangos fényszórók a leggyakoribb berendezések előállításához nano-kompozitok.
Nano részecskék (például Al2O3/ SiC, CNT-k) használunk erősítő anyagot. A nano részecskék hozzáadása az olvadt ötvözet és diszpergált ultrahanggal. Az akusztikus kavitáció és streaming javítja deagglomeration és nedvesíthetősége, és a részecskék, így egy javított szakítószilárdság, folyáshatár, és a nyúlást.

Ultrahangos készülék UIP2000hdT (2 kW) a Cascatrode

Ultrahangos berendezés Heavy-Duty alkalmazások

A teljesítmény ultrahang alkalmazása a kohászatban robusztus, megbízható ultrahangos rendszereket igényel, amelyek igényes környezetben telepíthetők. A Hielscher Ultrasonics ipari minőségű ultrahangos berendezéseket szállít nagy teherbírású alkalmazásokhoz és durva környezetekhez. Minden ultrahangos készülékünk 24/7 működésre épül. A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos rendszerek robusztussággal, megbízhatósággal és pontos szabályozhatósággal párosulnak.
igényes folyamatok – mint például a finomítás fém megolvad – megköveteli az intenzív szonikálás képességét. Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorok nagyon nagy amplitúdókat biztosítanak. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre.
A szonikáció folyadékok számára nagyon jól és olvadék-hőmérsékletei, Hielscher kínál különböző sonotrodes és testreszabott kiegészítők, hogy biztosítsák az optimális feldolgozási eredményeket.
Az alábbi táblázat az ultrahangos készülékek hozzávetőleges feldolgozási kapacitását jelzi:

Kötegelt mennyiség Áramlási sebesség Ajánlott eszközök
10-2000 ml 20-400 ml / perc Uf200 ः t, UP400St
0.1-20L 02 - 4 L / perc UIP2000hdT
10-100 liter 2 - 10 l / perc UIP4000
na 10 - 100 l / perc UIP16000
na nagyobb klaszter UIP16000

Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezz minket!

Kérjen bővebb információt

Kérjük, használja az alábbi űrlapot, ha szeretné, hogy további információt kérni ultrahangos homogenizáció. Mi lesz boldog, hogy Önnek egy ultrahangos rendszer megfelel a követelményeknek.









Kérjük, vegye figyelembe Adatvédelmi irányelvek.




Irodalom / References

  • 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.

Tudni érdemes

Teljesítmény ultrahang és a kavitáció

Amikor a magas intenzív ultrahang hullámokat becsatolt folyadék vagy zagy, a jelenség a kavitációs bekövetkezik.
A nagy teljesítményű, alacsony frekvenciájú ultrahang a kavitációs buborékok képződését szabályozza a folyadékokban és az iszapokban. Az intenzív ultrahanghullámok váltakozóan alacsony nyomású / nagynyomású ciklust generálnak a folyadékban. Ezek a gyors nyomásváltozások üregeket generálnak, az úgynevezett kavitációs buborékokat. Az ultrahanggal indukált kavitációs buborékok kémiai mikroreaktoroknak tekinthetők, amelyek magas hőmérsékleteket és nyomást biztosítanak a mikroszkópos skálán, ahol aktív molekulák képződnek, mint például a szabad gyökök az oldott molekulákból. Az anyagkémia összefüggésében az ultrahangos kavitációnak egyedülálló lehetősége van magas hőmérsékletű (5000 K) és nagynyomású (500 láb) reakciók helyben történő katalizálására, miközben a rendszer makroszkopikusan közelíti a szobahőmérsékletet és a környezeti nyomást. (vö. Skorb, Andreeva 2013)
Az ultrahangos kezelések elsősorban kavitációs hatásokon alapulnak. A kohászat számára az ultrahangozás rendkívül előnyös technika a fémek és ötvözetek öntésének javítására.
A fémolvadékok kezelése mellett az ultrahangos kezelést szivacsszerű nanostruktúrák és nano-minták létrehozására is használják szilárd fémfelületeken, például titánon és ötvözeteken. Ezek az ultrahanggal nanoszerkezetű titán és ötvözet alkatrészek nagy kapacitást mutatnak, mint implantátumok fokozott osteogén sejtproliferációval. Tudjon meg többet a titán implantátumok ultrahangos nano-strukturálásáról!

Örömmel megvitassuk a folyamatot.

Lépjünk kapcsolatba.