Penghilangan Gas secara Ultrasonik dari Lelehan Paduan Aluminium
Gas dalam lelehan aluminium dan paduan dapat dihilangkan secara efisien menggunakan ultrasonikasi berkinerja tinggi. Gelombang ultrasonik yang kuat mendorong koalesensi hidrogen dan gas lain yang tidak diinginkan sehingga dapat dikeluarkan secara efisien dari lelehan logam. Perangkat penghilang gas ultrasonik tersedia untuk aplikasi pada suhu sangat tinggi dan operasi berat.
Penghilangan Gas secara Ultrasonik dari Paduan Aluminium Cair
Pembangkitan kavitasi dalam logam cair merupakan aplikasi yang sangat menantang, dan hanya ada sangat sedikit teknik untuk menghasilkan kavitasi yang memadai dan andal dalam lelehan logam. Namun, laju dan intensitas kavitasi merupakan faktor penting yang menentukan hasil penghilangan gas. Penghilangan gas yang efektif memerlukan kavitasi yang andal untuk memperoleh penghalusan struktur lelehan logam secara maksimal. Kavitasi akustik intens yang dihasilkan oleh ultrasonik berkinerja tinggi dapat meningkatkan penghilangan gas sebesar 30 hingga 60%. Pada saat yang sama, sonikasi dapat meningkatkan penghalusan butir lelehan logam secara signifikan.
Keunggulan Penghilangan Gas dari Lelehan Paduan Aluminium menggunakan Ultrasonik
Karena penghilangan gas dari lelehan logam seperti paduan aluminium merupakan tugas menantang yang sangat memengaruhi kualitas logam dan hasil pengecoran bertekanan, penghilangan gas menggunakan ultrasonik berdaya tinggi dianggap sebagai metode yang menjanjikan – terutama mengingat keunggulannya.
- Penghilangan gelembung gas yang efektif: Penghilangan gas menggunakan probe ultrasonik merupakan metode yang sangat efektif untuk menghilangkan gelembung gas dari lelehan logam. Gelombang ultrasonik berfrekuensi tinggi menyebabkan gelembung naik ke permukaan lelehan dan keluar, sehingga kandungan gas dalam lelehan berkurang secara signifikan.
- Peningkatan sifat material: Penghilangan gelembung gas dari lelehan logam dapat menghasilkan peningkatan yang signifikan pada sifat mekanis dan fisik material yang dihasilkan. Hal ini karena gelembung gas dapat bertindak sebagai pemusat tegangan, yang menyebabkan penurunan kekuatan dan keuletan.
- Peningkatan kualitas hasil pengecoran: Penghilangan gas secara ultrasonik juga dapat meningkatkan kualitas hasil pengecoran dengan mengurangi porositas dan cacat pengecoran lain yang terkait dengan gelembung gas.
- Lebih sedikit terak: Penghilangan gas secara ultrasonik menghasilkan lebih sedikit terak. Oleh karena itu, perangkat penghilang gas ultrasonik membuat proses penghilangan gas dari logam menjadi lebih efisien.
- Penghalusan butir: Ultrasonikasi juga digunakan untuk memperbaiki struktur butir lelehan logam. Dengan demikian, kualitas logam semakin meningkat.
Parameter Proses Penghilangan Gas secara Ultrasonik: Perangkat penghilang gas ultrasonik tipe probe dianggap sebagai salah satu metode pelepasan gas yang paling andal, yang telah terbukti secara ilmiah layak digunakan pada skala kecil maupun besar. Pembangkitan kavitasi akustik intens bergantung pada berbagai faktor, termasuk parameter proses ultrasonik, komposisi logam, tegangan permukaan, suhu lelehan, viskositas, serta volume dan tingkat pelarutan inklusi gas dalam lelehan logam. Parameter proses ultrasonik dapat disesuaikan secara presisi dengan komposisi lelehan logam dan faktor-faktor yang berpengaruh sehingga diperoleh intensitas kavitasi yang tepat. Penyesuaian parameter ultrasonik secara tepat merupakan dasar keunggulan penghilangan gas secara ultrasonik dari lelehan logam. Keunggulan utama penghilangan gas secara ultrasonik mencakup laju penghilangan gas yang tinggi dan berkurangnya dampak lingkungan dari proses tersebut. Karena penghilangan gas secara ultrasonik hanya menghasilkan sangat sedikit terak, penghilangan gas secara ultrasonik dari lelehan logam merupakan teknik hijau yang ramah lingkungan.
Penghilangan Gas dari Lelehan Aluminium dan Paduan dengan Ultrasonik
Penghilangan gas secara ultrasonik merupakan metode yang terbukti meningkatkan densitas paduan aluminium dan mengurangi kandungan hidrogen dalam paduan aluminium. Dibandingkan dengan prosedur penghilangan gas alternatif seperti pelepasan gas menggunakan impeler berputar, penghilangan gas secara ultrasonik unggul dalam kecepatan dan efisiensi. Studi menunjukkan bahwa sistem penghilangan gas dengan probe ultrasonik sekitar 3 kali lebih cepat daripada penghilangan gas yang digerakkan oleh impeler.
Karena penghilangan gas secara ultrasonik tidak melibatkan pengadukan logam konvensional, aluminium oksida pelindung pada permukaan lelehan tidak terganggu. Menjaga lapisan aluminium oksida tetap utuh mencegah masuknya aluminium oksida ke dalam lelehan aluminium sehingga lapisan tersebut mempertahankan efek perlindungannya terhadap kontaminan atmosfer. Penghilangan gas secara ultrasonik meningkatkan penghalusan butir dan memperbaiki struktur paduan aluminium. Hal ini, bersama dengan penghilangan inklusi gas nonlogam dari aluminium cair yang dibantu oleh ultrasonik, menjadikan perlakuan lelehan logam menggunakan ultrasonik sebagai teknik unggulan untuk produksi hasil pengecoran logam berkualitas tinggi.
Selain efek penghilangan gasnya, sonikator Hielscher juga meningkatkan pemadatan lelehan logam selama pengecoran. Baca lebih lanjut tentang pemadatan lelehan aluminium berbantuan ultrasonik!
Ultrasonikator UIP2000hdT untuk aplikasi berat seperti penghilangan gas dari lelehan logam
Ultrasonikator Berkinerja Tinggi untuk Penghilangan Gas dari Lelehan Logam
Penghilangan gas dari lelehan logam seperti paduan aluminium memerlukan peralatan ultrasonik berkinerja tinggi dan berdaya tinggi. Probe ultrasonik harus memiliki spesifikasi untuk penggunaan pada suhu tinggi dan viskositas tinggi. Ultrasonikator harus mampu menghasilkan dan mempertahankan amplitudo konstan dalam jangka waktu lama. Hielscher Ultrasonics mengkhususkan diri dalam pengembangan, pembuatan, dan distribusi peralatan ultrasonik berdaya tinggi untuk aplikasi yang menantang seperti penghilangan gas dari lelehan logam pada suhu tinggi dan dalam operasi berat. Dengan menyediakan ultrasonikator berkinerja tinggi pada segala skala serta probe ultrasonik yang dikembangkan secara khusus untuk perlakuan logam cair, Hielscher Ultrasonics adalah mitra Anda untuk pemrosesan lelehan logam yang andal dan efisien.
Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman
Ultrasonikator Hielscher terkenal dengan standar kualitas dan desain tertinggi. Ketangguhan dan kemudahan pengoperasian memungkinkan integrasi ultrasonikator kami ke dalam fasilitas industri secara lancar. Kondisi berat dan lingkungan yang menantang dapat ditangani dengan mudah oleh ultrasonikator Hielscher.
Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikasi ISO dan memberikan perhatian khusus pada ultrasonikator berkinerja tinggi yang dilengkapi teknologi mutakhir dan mudah digunakan. Tentu saja, ultrasonikator Hielscher memenuhi ketentuan CE serta persyaratan UL, CSA, dan RoHs.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 0,5 hingga 1,5mL | n.a. | VialTweeter | 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 hingga 150L | 3 hingga 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | gabungan beberapa unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Literatur / Referensi
- 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.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi mulai dari skala laboratorium hingga industri.
