Ultrasonic Verfeinerung vun Metal Schmelzen

  • Power-Ultraschall bei geschmotzten Metalle an alliéiert Legierungen weisen verschidde positiv Auswierkungen wéi Strukturéierung, Entgasung a verbessert Filtration.
  • Ultrasonication fördert d'net-dendritesch Solidifikatioun a flëssege a halleffeste Metalle.
  • Sonication huet wesentlech Virdeeler fir d'mikrostrukturell Verfeinung vun dendritesche Kären a primäre intermetallesche Partikelen.
  • Zousätzlech kann d'Ultraschallkraaft u objektiv benotzt ginn fir d'Metallporositéit ze reduzéieren oder meso-poröse Strukturen ze produzéieren.
  • Lescht awer net zulescht d'Kraaft Ultraschall verbessert d'Qualitéit vu Guscht.

Ultrasonic Solidifikatioun vu Metal Schmelzen

D'Formation vun net-dendritesche Strukturen bei der Verstäerkung vu Metallmilitt beaflosst d'Materialseigenschaften wéi d'Kraaft, Ductilitéit, Zähegkeet an / oder d'Härkeet.
Ultraschall verännerte Kornkären: Akustesch Kavitatioun a seng intensiv Schéierkraaft erhéijen d'Nukleatiounsplazen an d'Zuel vun de Käre an der Schmelz. Ultraschallbehandlung vu Schmelz resultéiert zu enger heterogener Nukleatioun an der Fragmentatioun vun Dendriten, sou datt d'Endprodukt e wesentlech méi héije Kornraffinement weist.
Ultraschall Kavitation verursaacht d'Even Benettung vun net-metallesche Verstéiss an der Schmelz. Déi Verunreine turnen an Nukleatiounsplazen, déi d'Startpläng vun der Verfassung sinn. Well dës Keelebankpunkte virun der Verfassungsfront sinn, gëtt d'Zuel vun dendritesche Strukturen net geschitt.

Intens Ultraschall verbessert d'Kornstruktur a Metallschmëlzen an hëlleft doduerch d'Qualitéitsnormen fir d'Stäregoss z'erreechen.

Makrostruktur vun Ti Legierung no Ultraschallbehandlung. Ultrasonication féiert zu enger wesentlech raffinéierter Kärstruktur.

Informatiounen ufroen




Notéiert eis Privatsphär Politik.


Ultraschall Nano-Strukturéierung vu Metaller an Zeoliten ass eng héich effektiv Technik fir héich performant Katalysatoren ze produzéieren.

Dr Andreeva-Bäumler, Universitéit vu Bayreuth, schafft mam Ultraschall UIP1000hdT un der Nanostrukturéierung vu Metaller.

Ultrasonic Effekter op Legierung Vicker Hardness: Ultrasonication verbessert d'Vickers Mikrohärkeet am Metall

Ultrasonic Effekter op Legierung Vicker Hardness: Ultrasonication verbessert d'Vickers Mikrohärkeet am Metall
(Studie a Grafik: ©Ruirun et al., 2017)

 
Dendrite Fragmentéierung: D'Schmelz vun Dendriten fänkt normalerweis bei der Wuerzel un duerch lokal Temperaturerhéijung a Segregatioun. Sonication generéiert staark Konvektioun (Wärmetransfer duerch Massebewegung vun enger Flëssegkeet) a Schockwellen an der Schmelz, sou datt d'Dendriten fragmentéiert sinn. Konvektioun kann Dendrit Fragmentatioun förderen wéinst extremen lokalen Temperaturen souwéi Zesummesetzungsvariatiounen a fördert Diffusioun vu Solut. D'Kavitatiounsschockwellen hëllefen d'Breechung vun deene Schmelzwurzelen.

Ultraslon-Degassing vu Metallic Alliéierte

Degassing ass en anere wichtegen Effekt vun der Kraaft Ultraschall iwwer flësseg an hallef-massive Metalle a Legierungen. De akustesche Kavitation erënnert alternativ Ënnerpressung / Hochdruckzyklen. Während den nidderegen Drëck Zyklen trëppelen déi kleng Vakuebullen am Fliiss oder Schléch. Dës Vakuumblasen handelen als Käre fir d'Bildung vu Waasserstoff a Damp Bubbles. Duerch d'Bildung vu gréissere Waasserstoffbléi gëtt d'Gasblasen erop. Akustesch Stroum a Stroum hëllefen de Schwéierpunkt vun dëse Blasen an der Uewerfläch an aus der Schmelz ze hëllefen, sou datt de Gas ofgeschaf ginn an d'Gaskonzentratioun an der Schmelz reduzéiert gëtt.
Den Ultraschallentgasung verringert d'Porositéit vum Metal erreechend erreechend enger méi héigerer Materialdichte am finalen Metal / Legierungsprodukt.
D'Ultraschallgefällegung vun Aluminiumlegierungen hëlt d'ultimative Zugfestlechkeet an d'Duktilitéit vum Material. Industrielle Kraaft Ultraschallsysteme zielen als déi bescht ënnert aner kommerziellen Degustatiounsmethoden iwwer Effizienz a Veraarbechtzeechen. Zënter datt de Prozess vun de Schimmel follegt wéinst der gerénger Viskositéit vun der Schmelz.
 

Ultrasonication verbessert d'Drockstäerkt vu Metallschmëlzen an doduerch d'Metalqualitéit wesentlech.

Kompressive Eegeschafte vun Ti44Al6Nb1Cr2V ënner verschiddene sonication mol. Sonication verbessert d'Kompressiounskraaft wesentlech.
(Studie a Grafik: ©Ruirun et al., 2017)

Keramik Sonotrode BS4D22L3C ass eng speziell Sonotrode gëeegent fir Héichtemperaturflëssegkeeten wéi geschmollte Aluminium ze sonicéieren (zB fir Vermëschung an Entgasung). Made by Hielscher Ultrasonics

Keramik Sonotrode BS4D22L3C ass eng speziell Sonotrode gëeegent fir Héichtemperaturflëssegkeeten wéi geschmollte Aluminium ze sonicéieren (zB fir Vermëschung an Entgasung).

Sonocapilläre Effekt während der Filtratioun

Den Ultraschall-Kapillar-Effekt a flëssege Metalle ass de Fuereffekt fir Oxid-Inklusiounen während der ultraschall-assistéierter Filtratioun vu Schmelzen ze entfernen. (Eskin et al. 2014: 120ff.)
Filtration gëtt benotzt fir net-metallesch Verierunge vu der Schmelz ze entfernen. Während der Filtratioun passéiert d'Schmelz verschidde Maschen (zB Glasfaser), fir onerwënscht Inklusiounen ze trennen. Wat méi kleng ass d'Maschengröße, desto besser ass d'Filtratioun.
Ënner Normalbedingungen, kann d'Schmelz net een zweeschichten Filter hunn mat enger schmuel Poresegréisst vu 0,4-0,4 mm. Awer ënner Ultraschall assistéiert Filtratioun ass d'Schmelze aktivéiert fir d'Mesh Pore wéinst der Sonokapilläreffekt ze passéieren. An dësem Fall behale d'Filterkapillare och net onmétallesch Verier vun 1-10μm. Wéinst der erhöhte Reinheet vun der Legierung gëtt d'Bildung vu Waasserstoffporen an den Oxyde vermieden, sou datt d'Ermëttlungsstäerkt vun der Legierung erhéicht gëtt.
Eskin et al. (2014: 120ff.) Huet gewisen, datt d'Ultraschallfiltration d'Aluminiumlegierungen AA2024, AA7055 a AA7075 mat méi geschueltem Glasfaserfilter (mat bis zu 9 Schichten) mat 0,6 gereinfacht×0.6mm Mesh Pore. Wann de Ultraschallfiltrationsprozess kombinéiert mat der Zuel vun Inoculanten kombinéiert gëtt, gëtt eng gläichzäiteg Kaffi-Raffinement erreecht.

Ultrasonic Verstäerkung vun Metalllegierungen

Ultrasonication ass bewisen, datt et effektiv effektiv op Dispergéiere vun Nano-Partikeln gleichméisseg an de Schläifen gëtt. Dofir hunn d'Ultraschalldispergatoren déi meeschte Leit fir Nano-verstäerkt Composite produzéieren.
Nanopartikelen (zB Al2O3/ SiC, CNTs) ginn als Verstärkungsmaterial benotzt. D'Nano-Partikel ginn an d'geschmotzte Legierung agefouert ginn an hunn d'Ultraschall dispergéiert. D'akustesch Kavitation a d'Stroum verbessert deagglomeréieren an Benetzbarkeet vun den Partikeln, wat zu enger verbesserten Zonnstärke, Erhéigung vun der Kraaft an der Verlängerung.

Ultraschallegeriicht UIP2000hdT (2kW) mat Cascatrode

Ultraschall Ausrüstung fir Heavy-Duty Applications

D'Applikatioun vum Kraaft-Ultraschall an der Metallurgie erfuerdert robust, zouverléisseg Ultraschallsystemer, déi an usprochsvollen Ëmfeld installéiert kënne ginn. Hielscher Ultrasonics liwwert industriell Grad Ultraschallausrüstung fir Installatiounen a schwéieren Uwendungen a rau Ëmfeld. All eis Ultraschaller si fir 24/7 Operatioun gebaut. Hielscher High Power Ultrasonic Systemer si gepaart mat Robustheet, Zouverlässegkeet a präzis Kontrollbarkeet.
Fuerderen Prozesser – wéi zum Beispill d'Raffinatioun vu Metalliichter – erfuerdert d'Fäegkeet vun intensiver Sonikatioun. Hielscher Ultrasonics industriell Ultrasonic Prozessoren liwweren ganz héich Amplituden. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar.
Fir d'Opléisung vu ganz héije Flëssegkeete- a Schmelztemperaturen huet Hielscher verschidde Sonotroden a personaliséiert Accessoiren fir optimale Veraarbechtungsresultater ze garantéieren.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:

Konte gefouert QShortcut Duerchflossrate recommandéiert Comments
10 bis 2000mL 20 bis 400mL / min UP200Ht, An UP400St
0.1 bis 20L 0.2 bis 4L / min UIP2000hdT
10 bis 100L 2 bis 10L / min UIP4000
na 10 bis 100L / min UIP16000
na méi grouss Stärekoup vun UIP16000

Kontaktéiert eis! / Frot eis!

Frot méi Informatiounen

Benotzt weg de Formulaire hei, wann Dir méi Informatiounen iwwer d'Ultraschallhomogenéierung bitt. Mir wäerte frou sin Iech un engem Ultraschallsystem ze bidden deen Är Ufuerderungen entsprécht.












Literatur / nëmmen

  • 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.

Fakten Wësse wat weess

Power Ultrasound a Kavitation

Wann héich intensiivt Ultraschallwellen och an Flëssegkeete gekippt gi sinn, de Phänomen vum Kavitation geschitt.
Héich Power, niddereg Frequenz-Ultraschall verursaacht d'Bildung vu Kavitationblasen an de Flëssegkeete a Läischere kontrolléiert. Déi intensiv Ultraschallwellen generéieren alternierend Ënnerdréckungs- / Hochdruckzyklen an der Liquiditéit. Dës schnelle Verännerungen vum Däitel entsteet eidel, déi sougenannt Kavitebubbles. Ultraschall induzéiert Kavitationblasen kënne als chemesch Mikroreaktoren berücksichtegt ginn, déi héigen Temperaturen a Drénken an der mikroskopesch Skala ubidden, wou d'Bildung vun aktiver Art wéi fräi Radikale vun opgeléisten Molekiellen opgetruëden. Am Kontext vun der Materialchemie huet d'Ultraschallkavitation déi eenzegaarteg Potenzial vu lokalen Héichtemperaturen (bis zu 5000 K) an Hochdruck (500 Satz) Reaktiounen bezeechent, während d'System makroskopesch bei Raumtemperatur an Ofwiesselungsdruck bleift. (cf. Skorb, Andreeva 2013)
Ultraschallbehandlungen baséieren haaptsächlech op Kavitational Effekter. Fir Metallurgie ass d'Sonication eng héich avantagéis Technik fir d'Goss vu Metaller an Legierungen ze verbesseren.
Nieft der Behandlung vu Metallschmelz gëtt Sonikatioun och benotzt fir Schwammähnlech Nanostrukturen an Nano-Muster op zolidd Metalloberflächen wéi Titan an Legierungen ze kreéieren. Dës ultraschall nanostrukturéiert Titan- a Legierungsdeeler weisen grouss Kapazitéit als Implantate mat verstäerkter osteogener Zellverbreedung. Liest méi iwwer Ultraschall Nano-Strukturéierung vun Titanimplantater!

Mir wäerte frou Äre Prozess ze diskutéieren.

Loosst eis a Kontakt kommen.