Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonik untuk Pengolahan Logam Cair

  • Kekuatan USG dalam logam cair dan paduan menunjukkan berbagai efek menguntungkan seperti penataan, degassing, dan filtrasi ditingkatkan.
  • Ultrasonic mempromosikan pembekuan non-dendritik dalam logam cair dan semi-padat.
  • Sonication memiliki manfaat yang signifikan pada perbaikan mikrostruktur butir dendritik dan partikel intermetalik primer.
  • Selain itu, kekuatan USG dapat digunakan sengaja untuk mengurangi porositas logam atau untuk menghasilkan struktur meso-pori.
  • Last but not least, listrik USG meningkatkan kualitas coran.

 

ultrasonic solidifikasi

Pembentukan struktur non-dendritik selama pembekuan dari logam meleleh pengaruh sifat material seperti kekuatan, keuletan, ketangguhan, dan / atau kekerasan.
Ultrasonically diubah butir nukleasi: kavitasi akustik dan gaya geser yang intens meningkatkan situs nukleasi dan jumlah inti di cairkan. pengobatan ultrasonik (UST) mencair menghasilkan nukleasi heterogen dan fragmentasi dendrit, sehingga produk akhir menunjukkan penyempurnaan butir signifikan Higer.
Ultrasonic kavitasi menyebabkan bahkan pembasahan kotoran non-logam di cairkan. Mereka kotoran berubah menjadi situs nukleasi, yang merupakan titik awal dari pembekuan. Karena titik-titik nukleasi lebih beruntung dari depan pemadatan, pertumbuhan struktur dendritik tidak terjadi.

pengolahan ultrasonik mencair logam meningkatkan struktur butir.

Macrostructure dari Ti paduan setelah pengobatan ultrasonik (Ruirun et al. 2017)

Dendrit fragmentasi: Mencairnya dendrit biasanya dimulai pada akar karena kenaikan suhu lokal dan segregasi. UST menghasilkan konveksi yang kuat (perpindahan panas oleh gerak massa cairan) dan gelombang kejut di mencair, sehingga dendrit terfragmentasi. Konveksi dapat mempromosikan fragmentasi dendrit karena suhu lokal yang ekstrim serta variasi komposisi dan mempromosikan difusi zat terlarut. Gelombang kavitasi kejut membantu kerusakan dari mereka akar mencair.

Ultrasonic Degassing metalik Paduan

Degassing adalah efek penting dari ultrasonik listrik pada logam cair dan semi padat dan paduan. Kavitasi akustik menciptakan bolak siklus tekanan / tekanan tinggi rendah. Selama siklus tekanan rendah, gelembung vakum kecil terjadi pada cairan atau bubur. gelembung vakum ini bertindak sebagai inti untuk pembentukan gelembung hidrogen dan uap. Karena pembentukan gelembung hidrogen yang lebih besar, gelembung gas naik. aliran akustik dan streaming membantu mengambang gelembung ini ke permukaan dan keluar dari lelehan, sehingga gas dapat dihapus dan konsentrasi gas di cairkan berkurang.
degassing ultrasonik mengurangi porositas logam mencapai sehingga kepadatan materi yang lebih tinggi dalam produk logam / paduan akhir.
degasification ultrasonik paduan aluminium menaikkan kekuatan tarik utama dan daktilitas material. sistem USG kekuatan industri dihitung sebagai yang terbaik di antara metode degassing komersial lainnya mengenai efektivitas dan waktu proses. Selain itu, proses cetakan mengisi ditingkatkan karena viskositas yang lebih rendah dari lelehan.

penyempurnaan ultrasonik paduan Ti (Klik untuk memperbesar!)

Sifat tekan Ti44Al6Nb1Cr2V bawah berbagai kali sonikasi.

The UIP1000hd adalah perangkat ultrasonik yang kuat, yang digunakan untuk rekayasa bahan, nano penataan dan modifikasi partikel. (Klik untuk memperbesar!)

Dr D. Andreeva menunjukkan prosedur penataan ultrasonik
dengan menggunakan UIP1000hd Ultrasonikator (20 kHz, 1000W). Gambar oleh Ch. Wissler

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Efek dari getaran ultrasonik

Sonocapillary Effect selama Filtrasi

Efek kapiler ultrasonik (UCE) di logam cair adalah efek mengemudi untuk menghilangkan inklusi oksida selama filtrasi ultrasonically-dibantu mencair. (Eskin et al 2014:. 120ff.)
Filtrasi digunakan untuk menghilangkan kotoran non-logam dari lelehan. Selama filtrasi, lelehan melewati berbagai jerat (misalnya serat kaca) untuk memisahkan inklusi yang tidak diinginkan. Semakin kecil ukuran mesh, semakin baik adalah hasil filtrasi.
Dalam kondisi umum, mencair tidak bisa lewat filter dua lapis dengan ukuran pori yang sangat sempit 0,4-0,4mm. Namun, di bawah filtrasi ultrasonically-dibantu lelehan diaktifkan untuk lulus pori-pori jala karena efek sonocapillary. Dalam hal ini, kapiler penyaring mempertahankan bahkan kotoran non logam dari 1-10μm. Karena kemurnian ditingkatkan paduan, pembentukan pori-pori hidrogen pada oksida dihindari, sehingga kekuatan kelelahan paduan meningkat.
Eskin et al. (2014:. 120ff) telah menunjukkan bahwa filtrasi ultrasonik memungkinkan untuk memurnikan paduan aluminium AA2024, AA7055, dan AA7075 menggunakan filter fiber glass berlapis-lapis (dengan sampai 9 lapis) dengan 0,6×0.6mm pori-pori jala. Ketika proses filtrasi ultrasonik dikombinasikan dengan penambahan inokulan, penyempurnaan butir simultan dicapai.

ultrasonic Penguatan

Ultrasonication terbukti sangat efektif pada penyebaran partikel nano seragam dalam lumpur. Oleh karena itu, penyebar ultrasonik adalah peralatan yang paling umum untuk menghasilkan komposit nano-diperkuat.
partikel nano (misalnya Al2O3/ SiC, CNT) yang digunakan sebagai bahan penguat. Partikel nano ditambahkan ke dalam paduan cair dan tersebar ultrasonically. Kavitasi akustik dan streaming meningkatkan deagglomeration dan wettability dari partikel, yang mengakibatkan kekuatan tarik ditingkatkan, kekuatan luluh, dan perpanjangan.

perangkat ultrasonik UIP2000hdT (2kW) dengan Cascatrode

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Peralatan ultrasonik untuk Aplikasi Heavy-Duty

Penerapan kekuasaan USG dalam metalurgi membutuhkan kuat, sistem ultrasonik yang handal, yang dapat diinstal dalam menuntut lingkungan. Hielscher Ultrasonics persediaan peralatan ultrasonik kelas industri untuk instalasi dalam aplikasi tugas berat dan lingkungan kasar. Semua ultrasonicators kami dibangun untuk 24/7 operasi. daya tinggi sistem ultrasonik Hielscher ini dipasangkan dengan ketahanan, keandalan dan pengendalian yang tepat.
proses menuntut – seperti penyulingan mencair logam – membutuhkan kemampuan sonikasi intens. Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri memberikan amplitudo sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus berjalan dalam 24/7 operasi. Untuk amplitudo lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik disesuaikan tersedia.
Untuk sonication dari cairan yang sangat tinggi dan mencair suhu, Hielscher menawarkan berbagai sonotrodes dan aksesoris disesuaikan untuk memastikan hasil pengolahan yang optimal.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan tentang ultrasonik homogenisasi. Kami akan sangat senang untuk menawarkan Anda sebuah sistem ultrasonik yang memenuhi persyaratan.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Literatur / Referensi

  • Eskin, Georgy saya .; Eskin, Dmitry G. (2014): Ultrasonic Pengobatan Cahaya Alloy mencair. CRC Press, Teknologi & Rekayasa 2014.
  • Jia, S .; Xuan, Y .; Nastac, L .; Allison, P.G .; Bergegas, T.W: (2016): Mikro, sifat mekanik dan perilaku fraktur 6061 coran nanokomposit berbasis paduan aluminium dibuat oleh pengolahan ultrasonik. International Journal of Cast Logam Research, Vol. 29, Iss. 5: TMS 2015 Pertemuan Tahunan dan Pameran 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. et al. (2017): Pengaruh getaran ultrasonik pada struktur mikro dan sifat mekanik paduan tinggi TiAl. Sci. Rep. 7, 2017.
  • Skorb, E.V .; Andreeva, D.V. (2013): Bio-terinspirasi konstruksi USG dibantu dari spons sintetik. J. Mater. Chem. A, 2013,1. 7547-7557.
  • Tzanakis, saya .; Xu, W.W .; Eskin, D.G .; Lee, P.D .; Kotsovinos, N. (2015): Dalam pengamatan situ dan analisis efek kapiler ultrasonik dalam aluminium cair. Ultrasonic Sonochemistry 27, 2015. 72-80.
  • Wu, W.W :; Tzanakis, saya .; Srirangam, P .; Mirihanage, W.U .; Eskin, D.G .; Bodey, A.J .; Lee, P.D. (2015): Synchrotron Kuantifikasi USG Cavitation dan gelembung Dinamika di Al-10Cu mencair.


Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Kekuatan USG dan Cavitation

Ketika tinggi gelombang ultrasonik intens digabungkan ke dalam cairan atau bubur, fenomena Kavitasi terjadi.
Daya tinggi, USG frekuensi rendah menyebabkan terbentuknya gelembung kavitasi pada cairan dan slurries secara terkendali. Gelombang ultrasonik yang intens menghasilkan putaran tekanan rendah / tekanan rendah bergantian dalam cairan. Perubahan tekanan yang cepat ini menghasilkan void, yang disebut gelembung kavitasi. Gelembung kavitasi yang diinduksi secara ultrasonik dapat dianggap sebagai microreactors kimia yang menghasilkan suhu dan tekanan tinggi pada skala mikroskopis, dimana pembentukan spesies aktif seperti radikal bebas dari molekul terlarut terjadi. Dalam konteks kimia material, kavitasi ultrasonik memiliki potensi unik untuk mengkatalisis reaksi suhu tinggi (sampai 5000 K) dan tekanan tinggi (500atm), sementara sistem tetap makroskopik di dekat suhu kamar dan tekanan ambien. (lih Skorb, Andreeva 2013)
Perawatan ultrasonik (UST) terutama didasarkan pada efek kavitasi. Untuk metalurgi, UST adalah teknik yang sangat menguntungkan untuk memperbaiki pengecoran logam dan paduan.