Metāla kausējumu ultraskaņas attīrīšana

  • Power ultraskaņa kausētu metālu un sakausējumu parāda dažādus labvēlīgās sekas, piemēram, strukturēšanu, degazēšanu un uzlabotu filtrāciju.
  • Ultrasonication veicina ne-dendritisko sacietēšanu šķidros un daļēji cietos metālos.
  • Sonication ir ievērojamas priekšrocības mikrostrukturālu izsmalcinātību dendritic graudi un primārās starpmetāliskas daļiņas.
  • Turklāt, jauda ultraskaņu var izmantot mērķtiecīgi, lai samazinātu metāla porainība vai ražot Meso-porainu struktūru.
  • Pēdējais, bet ne mazāk, jauda ultraskaņa uzlabo kvalitāti lējumi.

Metāla kausējumu ultraskaņas cietināšana

Bez dendritic struktūru veidošanos sacietēšanas metāla kūst ietekmē materiāla īpašības, piemēram, izturība, lokanība, stingrību un/vai cietību.
Ultrasoniski izmainīts graudu nukleācija: Akustiskā kavitācija un tās intensīvie bīdes spēki palielina nukleācijas vietas un kodolu skaitu kausējumā. Kausējumu ultraskaņas apstrāde izraisa neviendabīgu nukleāciju un dendritu sadrumstalotību, lai galaproduktam būtu ievērojami augstāks graudu uzlabojums.
Ultraskaņas kavitācija izraisa vienmērīgu nemetālisko piemaisījumu samitrināšanu kust. Šie piemaisījumi pārvēršas nukleācijas vietās, kas ir sākuma punkti sacietēšanas. Jo šie nukleācijas punkti ir priekšā sacietēšanas priekšā, un dendritic struktūru izaugsme nenotiek.

Intensīva ultrasonication uzlabo graudu struktūru metāla kausējumos un tādējādi palīdz izpildīt kvalitātes standartus liešanai.

Ti sakausējuma makrostruktūra pēc ultraskaņas apstrādes. Ultrasonication rada ievērojami uzlabotu graudu struktūru.

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Metālu un ceolītu ultraskaņas nanostrukturēšana ir ļoti efektīva tehnika augstas veiktspējas katalizatoru ražošanai.

Dr Andreeva-Bäumler, Baireitas universitāte, strādā ar ultrasonicator UIP1000hdT par metālu nanostrukturēšanu.

Ultraskaņas efekti uz sakausējuma Vicker cietību: Ultrasonication uzlabo Vickers mikrohardness metālā

Ultraskaņas efekti uz sakausējuma Vicker cietību: Ultrasonication uzlabo Vickers mikrohardness metālā
(pētījums un grafiks: ©Ruirun et al., 2017)

 
Dendrīta sadrumstalotība: Dendrītu kušana parasti sākas pie saknes vietējās temperatūras paaugstināšanās un segregācijas dēļ. Ultraskaņas apstrāde rada spēcīgu konvekciju (siltuma pārnesi ar šķidruma masas kustību) un trieciena viļņus kausējumā, lai dendriti būtu sadrumstaloti. Konvekcija var veicināt dendrīta fragmentāciju ekstremālu vietējo temperatūru, kā arī sastāva variāciju dēļ un veicina izšķīdušās vielas difūziju. Kavitācijas šoka viļņi palīdz salauzt šīs kūstošās saknes.

Ultraskaņas Degassing metālu sakausējumu

Degazēšana ir vēl viens nozīmīgs spēka ultrasonikas efekts uz šķidrajiem un puscietajiem metāliem un sakausējumiem. Akustiskā kavitācija rada mainīgu zema spiediena/augsta spiediena ciklus. Zemā spiediena ciklos šķidruma vai vircas laikā rodas nelieli vakuuma burbuļi. Šie vakuuma burbuļi darbojas kā kodols ūdeņraža un tvaika burbuļu veidošanās. Palielinoties lielākiem ūdeņraža burbuļiem, palielinās gāzes burbuļi. Akustisko plūsmu un straumēšanas palīdzēt peldošo no šiem burbuļiem uz virsmas un no izkausēt, lai gāzi var noņemt un gāzes koncentrācija kausējumu samazina.
Ultraskaņas Degazācija mazina metāla porainību, tādējādi panākot augstāku materiāla blīvumu gala metālu/sakausējumu produktā.
Ultraskaņas degazifikācija alumīnija sakausējumu paaugstināt galīgo stiepes izturību un plastiskums materiāla. Industriālās enerģijas ultraskaņas sistēmas uzskatāmas par labāko starp citām komerciālajām degazācijas metodēm attiecībā uz efektivitāti un apstrādes laiku. Turklāt process pelējuma pildījumu ir uzlabojusies sakarā ar zemāku viskozitāti izkausēt.
 

Ultrasonication uzlabo metāla kausējumu spiedes stiprību un līdz ar to arī metāla kvalitāti.

Ti44Al6Nb1Cr2V spiedes īpašības dažādos ultraskaņas laikos. Ultraskaņas apstrāde ievērojami uzlabo spiedes stiprību.
(pētījums un grafiks: ©Ruirun et al., 2017)

Keramikas sonotrode BS4D22L3C ir īpašs sonotrode, kas piemērots augstas temperatūras šķidrumu, piemēram, izkausēta alumīnija, apstrādei ar ultraskaņu (piemēram, sajaukšanai un degazēšanai). Izgatavots no Hielscher Ultrasonics

Keramikas sonotrode BS4D22L3C ir īpašs sonotrode, kas piemērots augstas temperatūras šķidrumu, piemēram, izkausēta alumīnija, apstrādei ar ultraskaņu (piemēram, sajaukšanai un degazēšanai).

Sonocapuses efekts filtrācijas laikā

Ultraskaņas kapilārā iedarbība šķidros metālos ir virzošais efekts, lai noņemtu oksīda ieslēgumus kausējumu ultraskaņas filtrēšanas laikā. (Eskin et al. 2014: 120ff.)
Filtrēšana tiek izmantota, lai atdalītu nemetālisko piemaisījumu no kausējuma. Filtrēšanas laikā kausējums ir dažādas acis (piemēram, stikla šķiedra), lai atdalītu nevēlamas iesietas. Jo mazāks linuma acs izmērs, jo labāks ir filtrēšanas rezultāts.
Parastos apstākļos kausējumu nevar padot divslāņu filtrs ar ļoti šauru poru izmēru 0,4-0, 4mm. Tomēr saskaņā ar ultrasonically atbalstīto filtrāciju kausējums ir iespējots, lai izietu acs poras dēļ sonokapuses efektu. Šajā gadījumā, filtra kapilārus saglabāt pat nemetālisko piemaisījumu 1-10μm. Pateicoties pastiprinātai sakausējuma tīrības pakāpei, tiek novērsta ūdeņraža poru veidošanās pie oksīdiem, lai palielinātu sakausējuma noguruma spēku.
Eskin et al. (2014:120ff.) ir parādījusi, ka ultraskaņas filtrēšana ļauj attīrīt alumīnija sakausējumu AA2024, AA7055 un AA7075, izmantojot daudzslāņu stikla šķiedras filtrus (līdz 9 slāņiem) ar 0,6×0.6mm acu poras. Kad ultraskaņas filtrēšanas process tiek apvienots ar sējmateriālu pievienošanu, tiek panākts vienlaicīgs graudu izsmalcinātību.

Metālu sakausējumu ultraskaņas pastiprināšana

Ultrasonication ir izrādījusies ļoti efektīvs uz izkliedējot Nano daļiņas vienmērīgi slurries. Tādēļ ultraskaņas izkliedētāji ir visizplatītākie aprīkojums, lai ražotu Nano-pastiprinātas kompozīcijas.
Nanodaļiņas (piemēram, Al2O3) Izmanto kā stiprinošu materiālu. Nano daļiņas pievieno izkausēta sakausējuma un izkliedētas ultrasonically. Akustiskā kavitācija un straumēšana uzlabo daļiņu Deagglomeration un mitrināšanas spēju, kā rezultātā uzlabojas stiepes izturība, ražība un pagarinājums.

Ultraskaņas ierīce UIP2000hdT (2kW) ar Cascatrode

Ultraskaņas iekārtas lieljaudas lietojumiem

Jaudas ultraskaņas pielietošanai metalurģijā ir nepieciešamas izturīgas, uzticamas ultraskaņas sistēmas, kuras var uzstādīt prasīgā vidē. Hielscher Ultrasonics piegādā rūpnieciskas kvalitātes ultraskaņas iekārtas iekārtām iekārtām lieljaudas lietojumos un neapstrādātā vidē. Visi mūsu ultrasonikatori ir būvēti 24/7 darbībai. Hielscher lieljaudas ultraskaņas sistēmas ir savienotas pārī ar izturību, uzticamību un precīzu vadāmību.
Prasīgi procesi – piemēram, metālu kūts rafinēšana – nepieciešama intensīvas ultraskaņas apstrādes spēja. Hielscher Ultrasonics rūpnieciskie ultraskaņas procesori nodrošina ļoti augstas amplitūdas. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes.
Par ultraskaņas apstrādei ļoti augstu šķidrumu un izkausēt temperatūru, Hielscher piedāvā dažādus sonotrodes un pielāgotus accessoires, lai nodrošinātu optimālu apstrādes rezultātus.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

partijas apjoms Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
10 līdz 2000mL 20 līdz 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 līdz 20L 0.2 līdz 4 l / min UIP2000hdT
10 līdz 100 l 2 līdz 10 l / min UIP4000
nav | 10 līdz 100 l / min UIP16000
nav | lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo veidlapu, ja vēlaties pieprasīt papildu informāciju par ultraskaņas homogenizāciju. Mēs priecāsimies piedāvāt jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu prasībām.









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.




Literatūra / Literatūras saraksts

  • 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.

Fakti ir vērts zināt

Power ultraskaņa un kavitācija

Kad augstas intensīvas ultraskaņas viļņi ir savienoti ar šķidrumiem vai slurries, parādību kavitācija Rodas.
Lieljaudas, zemas frekvences ultraskaņa izraisa kavitāciju burbuļu veidošanos šķidrumos un kontrolētā veidā. Intensīvā ultraskaņas viļņi rada mainīgu zema spiediena/augsta spiediena ciklus šķidrumā. Šīs straujās pārmaiņas spiediena rada tukšumu, tā saukto Kavitāciju burbuļi. Ultrasonically inducētu Kavitāciju burbuļi var uzskatīt par ķīmiskajiem mikroreaktoriem, kas nodrošina augstu temperatūru un spiedienu mikroskopiskās skalas, kur veidojas aktīvas sugas, piemēram, brīvos radikāļus no izšķīdušo molekulām notiek. Saistībā ar materiālu ķīmija, ultraskaņas kavitācija ir unikāls potenciāls vietēji katalizzing augstas temperatūras (līdz 5000 K) un augsta spiediena (500atm) reakcijas, bet sistēma ir makroskopiski pie istabas temperatūras un apkārtējās vides Spiediena. (sk. Skorb, Andreeva 2013)
Ultraskaņas procedūras galvenokārt balstās uz kavitācijas efektiem. Metalurģijai ultraskaņas apstrāde ir ļoti izdevīga tehnika, lai uzlabotu metālu un sakausējumu liešanu.
Papildus metāla kausējumu apstrādei ultraskaņas apstrāde tiek izmantota arī, lai radītu sūkļiem līdzīgas nanostruktūras un nano modeļus uz cietām metāla virsmām, piemēram, titāna un sakausējumiem. Šīs ultrasoniski nanostrukturētās titāna un sakausējuma daļas uzrāda lielu jaudu kā implanti ar uzlabotu osteogēno šūnu proliferāciju. Lasiet vairāk par titāna implantu ultraskaņas nano-strukturēšanu!

Mēs priecāsimies apspriest jūsu procesu.

Sazināsimies.