アルミニウム合金溶湯の超音波脱ガス

アルミニウムおよび合金の溶湯は、高性能な超音波処理によって効率的に脱ガスできます。強力な超音波は、水素やその他の不要なガスの合体を促進し、金属溶湯から効率的に除去できるようにします。非常に高い温度や高負荷条件下での用途に対応する超音波脱ガス装置が用意されています。

溶融アルミニウム合金の超音波脱ガス

液体金属中でのキャビテーションの発生は、非常に厳しい要件を伴う用途であり、金属溶湯中で十分かつ確実なキャビテーションを発生させる技術は、ごくわずかしかありません。しかし、キャビテーションの発生率と強度は、脱ガスの結果を左右する重要な要因です。効果的な脱ガスには、金属溶湯の組織を最大限に微細化するために、確実なキャビテーションが必要です。高性能な超音波によって発生する強力な音響キャビテーションは、脱ガスを30–60%改善できます。同時に、超音波処理は金属溶湯の結晶粒微細化を大幅に改善できます。

超音波によるアルミニウム合金溶湯の脱ガスの利点

アルミニウム合金などの金属溶湯の脱ガスは、金属やダイカスト品の品質に大きく影響する、厳しい要件を伴う作業であるため、高出力超音波による脱ガスは、特にその利点から、有望な方法と考えられています。
 

• 気泡の効果的な除去： 超音波プローブによる脱ガスは、金属溶湯から気泡を除去する非常に効果的な方法です。高周波の超音波により気泡が溶湯の表面へ上昇して放出されるため、溶湯中のガス含有量が大幅に減少します。
• 材料特性の改善： 金属溶湯から気泡を除去することで、得られる材料の機械的特性および物理的特性を大幅に改善できる可能性があります。これは、気泡が応力集中源となり、強度や延性の低下を引き起こす可能性があるためです。
• 鋳造品質の改善： 超音波脱ガスは、気泡に関連する気孔やその他の鋳造欠陥を低減することで、鋳造品質も改善できます。
• ドロスの低減： 超音波脱ガスでは、発生するドロスが少なくなります。そのため、超音波脱ガス装置は金属の脱ガス処理をより効率的にします。
• 結晶粒の微細化： 超音波処理は、金属溶湯の結晶粒組織の改善にも使用されます。これにより、金属の品質がさらに向上します。

超音波脱ガスのプロセスパラメーター： 超音波プローブ式脱ガス装置は、最も信頼性の高い脱ガス方法の一つと考えられており、小規模および大規模での実用性が科学的に実証されています。強力な音響キャビテーションの発生は、超音波プロセスパラメーター、金属組成、表面張力、溶湯温度、粘度、さらに金属溶湯中のガス介在物の体積と溶解度合いなど、さまざまな要因に依存します。超音波プロセスパラメーターは、金属溶湯の組成と影響要因に合わせて精密に調整でき、適切な強度のキャビテーションを得られます。超音波パラメーターの正確な調整は、金属溶湯の超音波脱ガスの利点を得るための基盤です。超音波脱ガスの主な利点には、高い脱ガス速度と、プロセスによる環境負荷の低減があります。超音波脱ガスで発生するドロスはごくわずかであるため、金属溶湯の超音波脱ガスは環境に優しい技術です。

超音波によるアルミニウムおよび合金溶湯の脱ガス

超音波脱ガスは、アルミニウム合金の密度を高め、アルミニウム合金中の水素含有量を低減する実証済みの方法です。回転式インペラーによる脱ガスなど、他の脱ガス手法と比較して、超音波脱ガスは速度と効率に優れています。研究では、超音波プローブによる脱ガスシステムは、インペラーによるガス除去より約3倍速かったことが示されています。
超音波脱ガスでは従来の金属攪拌を行わないため、溶湯表面の保護用酸化アルミニウム層が破壊されません。酸化アルミニウム層を損なわずに維持することで、アルミニウム溶湯への酸化アルミニウムの混入を防ぎ、大気中の汚染物質に対する保護効果を維持できます。超音波脱ガスは、アルミニウム合金の結晶粒微細化と組織を改善します。これに加え、超音波によって液体アルミニウムからの非金属ガス介在物の除去が促進されるため、超音波による金属溶湯処理は、高品質な金属鋳物の製造に優れた技術となっています。

Hielscherの超音波処理装置は、脱ガス効果に加えて、鋳造時の金属溶湯の凝固も改善します。 超音波支援によるアルミニウム溶湯の凝固について詳しくご覧ください！

金属溶湯の脱ガス用高性能超音波処理装置

アルミニウム合金などの金属溶湯の脱ガスには、高性能かつ高出力の超音波装置が必要です。超音波プローブは、高温かつ高粘度の条件で使用できる仕様でなければなりません。超音波処理装置には、一定の振幅を長時間にわたって供給し、維持する能力が必要です。Hielscher Ultrasonicsは、高温かつ高負荷条件下での金属溶湯の脱ガスなど、厳しい要件を伴う用途に対応する高出力超音波装置の開発、製造、販売を専門としています。あらゆる規模に対応する高性能超音波処理装置と、液体金属の処理専用に開発された超音波プローブを提供するHielscher Ultrasonicsは、信頼性が高く効率的な金属溶湯処理のパートナーです。

設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質

Hielscherの超音波処理装置は、最高水準の品質と設計基準で広く知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業設備へ円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や厳しい要件を伴う環境にも容易に対応します。

Hielscher UltrasonicsはISO認証企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。