Gravitācijas liešana – Optimizēta sacietēšana ar sonizāciju

Ultraskaņa piedāvā mērogojamu, energoefektīvu veidu, kā optimizēt gravitatīvi lētu metālu mikrostruktūru. – pārvarēt plaisu starp liešanas ekonomiju un augstas veiktspējas prasībām. Gravitatīvajā liešanā cietēšanas kontrole ir būtiska, lai iegūtu augstas veiktspējas metāla detaļas. Izkausētu metālu sonikācija sacietēšanas laikā ir spēcīga, neķīmiska pilnveidošanas metode, kas uzlabo liešanas kvalitāti mikrostruktūras līmenī. Ultraskaņas atbalstīta sacietēšana veicina heterogēnu nukleāciju, izjauc dendrītiskās struktūras un homogenizē temperatūras un izšķīdušo vielu sadalījumu kausējumā.

Metālu kausējumu sacietēšana ar ultraskaņu

Izkausētu metālu ultraskaņas apstrāde sacietēšanas laikā ir spēcīga, neķīmiska attīrīšanas metode, kas uzlabo liešanas kvalitāti mikrostruktūras līmenī. Ievadot kausējumā augstas intensitātes ultraskaņas vibrācijas, tiek izraisīta akustiskā kavitācija un straumēšana. Šīs parādības veicina heterogēnu kodolu veidošanos, izjauc dendrītiskas struktūras un homogenizē temperatūras un izšķīdušo vielu sadalījumu kausējumā.
Rezultātā ultraskaņas atbalstītā sacietēšana nodrošina ievērojami smalkāku un viendabīgāku graudu struktūru, mazāku segregāciju un labākas mehāniskās īpašības, piemēram, stiprību, lokanību un izturību pret nogurumu. Īpaši gravitācijas liešanā, kur padeves zonās ir tendence uz novēlotu sacietēšanu un ar to saistītiem defektiem, mērķtiecīga ultraskaņas izmantošana var lokāli uzlabot sacietēšanas kinētiku un iegūt strukturāli labākus komponentus.

Metalurģiskie izaicinājumi un ultraskaņas sacietēšana kā risinājums

Riedel et al. (2019) nesen veiktie pētījumi liecina, ka ultraskaņas integrēšana alumīnija liešanas sacietēšanas fāzē ievērojami uzlabo graudu struktūru un uzlabo lokālās mehāniskās īpašības. Izmantojot Hielscher ultraskaņas zondes, kas ir īpaši izstrādātas iegremdēšanai izkausētā metālā, ultraskaņas sacietēšana ir stabils risinājums, lai uzlabotu liešanu.
Alumīnija sakausējumu gravitācijas liešana – īpaši AlSi7Mg0,3 (A356) – tiek plaši izmantots automobiļu un kosmiskās aviācijas nozarē. Tomēr vietas pie padeves iekārtām bieži vien sacietē pēdējās, un lēnākas dzesēšanas dēļ rodas rupjāka mikrostruktūra. Tā rezultātā šajās zonās ir sliktākas mehāniskās īpašības, kas samazina kopējo detaļas integritāti un sarežģī turpmāko apstrādi.
Tradicionālās metodes, lai to mazinātu – piemēram, ķīmiskie graudu rafinētāji (piemēram, Al-Ti-B sakausējumi), uzlabota dzesēšana un veidņu konstrukcijas optimizācija. – ir ierobežojumi. Tās bieži vien nespēj panākt viendabīgu mikrostruktūru visā liešanas procesā un var ieviest piemaisījumus vai prasīt lielu enerģijas patēriņu.

Izkausēta alumīnija sacietēšana ar ultraskaņas palīdzību pakāpeniski uzlabo un homogēnāk sadala mehāniskās īpašības un kopumā palielina stiepes izturību.

Ultraskaņas sacietēšana

• Līdz 30 % samazināts dendrītu raižu attālums (DAS) barošanas blakus esošajās zonās.
• Ievērojami palielināta cietība un stiepes izturība, jo īpaši iepriekš vājos reģionos.
• Uzlabota mehānisko īpašību izotropija, kas ļauj veidot plānākas sienas, nezaudējot veiktspēju.

Augstas veiktspējas ultraskaņas zondes liešanai presformās

Hielscher piedāvā augstas veiktspējas ultraskaņas procesorus, kas aprīkoti ar īpaši izstrādātiem keramikas sonotrodiem. Īpaši konstruēti ultraskaņas keramikas zondi ir piemēroti nepārtrauktai sonikācijai augstā temperatūrā, un dzesēts pagarinājums aizsargā pārveidotāju pret termiskiem bojājumiem.
Šie sonotrodi ir:

• Termiski stabils virs 700°C
• izturīgs pret kavitāciju, samazinot eroziju un piesārņojumu.
• Pielāgojams padevējam vai serdeņa integrācijai liešanas veidnēs

 
To kompaktais dizains ļauj tos modernizēt esošajās liešanas iekārtās, paverot durvis jaunam procesa kontroles un atkārtojamības līmenim alumīnija liešanā.

Ultraskaņas sacietēšanas apstrāde ar Hielscher rūpnieciskās klases iekārtām pozicionē šo metodi kā spēcīgu instrumentu:

• Liešanas defektu samazināšana
• Mehāniskās uzticamības uzlabošana
• Pēcapstrādes izmaksu samazināšana

 
 
Zemāk tabulā ir uzskaitīti mūsu ultraskaņas procesori, kas piemēroti gravitācijas liešanai:

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.