Degasaggio a ultrasuoni di leghe di alluminio fuse
L’alluminio e le leghe fuse possono essere degasati efficacemente mediante sonicazione ad alte prestazioni. Le potenti onde ultrasoniche favoriscono la coalescenza dell’idrogeno e di altri gas indesiderati, consentendone la rimozione efficiente dal metallo fuso. Sono disponibili degasatori a ultrasuoni per applicazioni a temperature molto elevate e in condizioni di impiego gravose.
Degasaggio a ultrasuoni di leghe di alluminio fuse
La generazione di cavitazione nei metalli liquidi è un’applicazione particolarmente impegnativa e sono pochissime le tecniche in grado di produrre una cavitazione sufficiente e affidabile nei metalli fusi. Tuttavia, la velocità e l’intensità della cavitazione sono fattori cruciali che determinano i risultati del degasaggio. Un degasaggio efficace richiede una cavitazione affidabile per ottenere il massimo affinamento strutturale del metallo fuso. L’intensa cavitazione acustica generata dagli ultrasuoni ad alte prestazioni può migliorare il degasaggio dal 30 al 60%. Al contempo, la sonicazione può migliorare significativamente l’affinamento del grano dei metalli fusi.
Vantaggi del degasaggio a ultrasuoni delle leghe di alluminio fuse
Poiché il degasaggio dei metalli fusi, come le leghe di alluminio, è un’operazione impegnativa che influisce fortemente sulla qualità dei metalli e dei getti pressofusi, il degasaggio mediante ultrasuoni di potenza è considerato un metodo promettente – soprattutto per i vantaggi che offre.
- Rimozione efficace delle bolle di gas: Il degasaggio mediante sonda a ultrasuoni è un metodo molto efficace per rimuovere le bolle di gas dai metalli fusi. Le onde ultrasoniche ad alta frequenza fanno risalire le bolle alla superficie del fuso e ne consentono la fuoriuscita, riducendo significativamente il contenuto di gas nel fuso.
- Miglioramento delle proprietà del materiale: La rimozione delle bolle di gas dai metalli fusi può migliorare significativamente le proprietà meccaniche e fisiche del materiale risultante. Questo perché le bolle di gas possono agire come punti di concentrazione delle tensioni, riducendo la resistenza e la duttilità.
- Miglioramento della qualità dei getti: Il degasaggio a ultrasuoni può anche migliorare la qualità dei getti, riducendo la porosità e altri difetti di fusione associati alle bolle di gas.
- Meno scorie: Il degasaggio a ultrasuoni produce meno scorie. I degasatori a ultrasuoni rendono quindi più efficiente il processo di degasaggio dei metalli.
- Affinamento del grano: La sonicazione viene inoltre utilizzata per migliorare la struttura dei grani dei metalli fusi. In questo modo, la qualità del metallo viene ulteriormente migliorata.
Parametri di processo del degasaggio a ultrasuoni: I degasatori a ultrasuoni di tipo a sonda sono considerati uno dei metodi di degasaggio più affidabili, la cui validità è stata dimostrata scientificamente su piccola e larga scala. La generazione di un’intensa cavitazione acustica dipende da vari fattori, tra cui i parametri del processo a ultrasuoni, la composizione del metallo, la tensione superficiale, la temperatura del fuso, la viscosità, nonché il volume e il grado di dissoluzione delle inclusioni gassose nel metallo fuso. I parametri del processo a ultrasuoni possono essere regolati con precisione in funzione della composizione del metallo fuso e dei fattori che influiscono sul processo, in modo da ottenere l’intensità di cavitazione appropriata. La regolazione precisa dei parametri ultrasonici è alla base dei vantaggi del degasaggio a ultrasuoni dei metalli fusi. I principali vantaggi del degasaggio a ultrasuoni comprendono un’elevata velocità di degasaggio e un ridotto impatto ambientale del processo. Poiché il degasaggio a ultrasuoni produce pochissime scorie, il degasaggio a ultrasuoni dei metalli fusi è una tecnica ecologica e rispettosa dell’ambiente.
Degasaggio dell’alluminio e delle leghe fuse mediante ultrasuoni
Il degasaggio a ultrasuoni è un metodo comprovato per aumentare la densità delle leghe di alluminio e ridurne il contenuto di idrogeno. Rispetto a procedure di degasaggio alternative, come il degasaggio mediante una girante rotante, il degasaggio a ultrasuoni si distingue per velocità ed efficienza. Gli studi hanno dimostrato che un sistema di degasaggio mediante sonda a ultrasuoni era circa 3 volte più veloce della rimozione del gas mediante girante.
Poiché il degasaggio a ultrasuoni non comporta l’agitazione convenzionale del metallo, lo strato protettivo di ossido di alluminio sulla superficie del fuso non viene compromesso. Mantenere intatto lo strato di ossido di alluminio impedisce l’introduzione di ossido di alluminio nel fuso, preservando così la sua azione protettiva contro i contaminanti atmosferici. Il degasaggio a ultrasuoni migliora l’affinamento del grano e la struttura delle leghe di alluminio. Questo, insieme alla rimozione delle inclusioni gassose non metalliche dall’alluminio liquido favorita dagli ultrasuoni, rende i trattamenti dei metalli fusi mediante ultrasuoni una tecnica superiore per la produzione di getti metallici di alta qualità.
Oltre all’azione di degasaggio, i sonicatori Hielscher migliorano anche la solidificazione dei metalli fusi durante la colata. Scoprite di più sulla solidificazione dell’alluminio fuso assistita da ultrasuoni!
Sonicatore UIP2000hdT per applicazioni gravose come il degasaggio dei metalli fusi
Sonicatori ad alte prestazioni per il degasaggio dei metalli fusi
Il degasaggio dei metalli fusi, come le leghe di alluminio, richiede apparecchiature a ultrasuoni ad alte prestazioni e ad alta potenza. La sonda a ultrasuoni deve essere progettata per l’impiego ad alte temperature e con viscosità elevate. Il sonicatore deve essere in grado di erogare e mantenere ampiezze costanti per lunghi periodi. Hielscher Ultrasonics è specializzata nello sviluppo, nella produzione e nella distribuzione di apparecchiature a ultrasuoni ad alta potenza per applicazioni impegnative, come il degasaggio dei metalli fusi ad alte temperature e in condizioni di impiego gravose. Grazie alla fornitura di sonicatori ad alte prestazioni per qualsiasi scala e di sonde a ultrasuoni sviluppate specificamente per il trattamento dei metalli liquidi, Hielscher Ultrasonics è il vostro partner per un trattamento affidabile ed efficiente dei metalli fusi.
Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany
I sonicatori Hielscher sono noti per gli elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono di integrare agevolmente i nostri sonicatori negli impianti industriali. I sonicatori Hielscher affrontano facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.
Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e dedica particolare attenzione ai sonicatori ad alte prestazioni dotati di tecnologia all’avanguardia e caratterizzati dalla facilità d’uso. Naturalmente, i sonicatori Hielscher sono conformi alla normativa CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoHs.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| da 0,5 a 1,5mL | n.d. | VialTweeter | da 1 a 500mL | da 10 a 200mL/min | UP100H |
| da 10 a 2000mL | da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| da 0,1 a 20L | da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| da 10 a 100L | da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| da 15 a 150L | da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.d. | da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | superiore | gruppo di UIP16000 |
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Bibliografia / Riferimenti
- 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 produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni dalle dimensioni da laboratorio a quelle industriali.
