Ultrasoon ontgassen van smelt van aluminiumlegering
Smeltingen van aluminium en legeringen kunnen efficiënt worden ontgast met behulp van krachtige ultrasone trillingen. Krachtige ultrasone golven bevorderen de coalescentie van waterstof en andere ongewenste gassen, zodat deze efficiënt uit de metaalsmelt kunnen worden verwijderd. Ultrasone ontgassers zijn beschikbaar voor de toepassing bij zeer hoge temperaturen en zware belasting.
Ultrasone ontgassing van gesmolten aluminiumlegeringen
Het opwekken van cavitatie in vloeibare metalen is een zeer veeleisende toepassing en er zijn slechts zeer weinig technieken om voldoende en betrouwbare cavitatie in metaalsmelten te produceren. De snelheid en intensiteit van cavitatie zijn echter cruciale factoren die de ontgassingsresultaten bepalen. Effectieve ontgassing vereist betrouwbare cavitatie om maximale structurele verfijning van de metaalsmelt te verkrijgen. Intense akoestische cavitatie gegenereerd door krachtig ultrageluid kan het ontgassen met 30 tot 60% verbeteren. Tegelijkertijd kan sonicatie de korrelverfijning van metaalsmelten aanzienlijk verbeteren.
Voordelen van het Smelten van de Aluminiumlegering die Ultrasoon gebruikt
Aangezien het ontgassen van metaalsmelten zoals aluminiumlegeringen een veeleisende taak is, die de kwaliteit van metalen en gietvormen sterk beïnvloedt, wordt het ontgassen met behulp van ultrageluid als een veelbelovende methode beschouwd. – vooral wat betreft de voordelen ervan.
- Effectieve verwijdering van gasbellen: Ultrasoon ontgassen is een zeer doeltreffende methode om gasbellen uit metaalsmeltingen te verwijderen. Door de hoogfrequente ultrasone golven stijgen de bellen naar het oppervlak van de smelt en ontsnappen, waardoor het gasgehalte van de smelt aanzienlijk daalt.
- Verbeterde materiaaleigenschappen: De verwijdering van gasbellen uit metaalsmelten kan leiden tot aanzienlijke verbeteringen van de mechanische en fysische eigenschappen van het resulterende materiaal. Dit komt doordat gasbellen kunnen fungeren als spanningsconcentrators, wat leidt tot verminderde sterkte en vervormbaarheid.
- Verbeterde gietkwaliteit: Ultrasoon ontgassen kan ook de gietkwaliteit verbeteren door porositeit en andere gietfouten die met gasbellen gepaard gaan te verminderen.
- Minder troep: Ultrasoon ontgassen leidt tot minder dross. Daarom maken de ultrasone ontgassers de toepassing van metaalontgassing efficiënter.
- Korrelverfijning: Ultrasoonbehandeling wordt bovendien gebruikt om de korrelstructuur van metaalsmelten te verbeteren. Daardoor wordt de metaalkwaliteit verder verbeterd.
Procesparameters van ultrasone ontgassing: Ultrasone sonde-type ontgassers worden beschouwd als een van de meest betrouwbare ontgassingsmethodes, waarvan de wetenschappelijke haalbaarheid op kleine en grote schaal is bewezen. De generatie van intense akoestische cavitatie is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder ultrasone procesparameters, metaalsamenstelling, oppervlaktespanning, smelttemperatuur, viscositeit, evenals volume en oplossingsniveau van gasinclusies in de metaalsmelting. Ultrasone procesparameters kunnen nauwkeurig worden afgestemd op de metaalsmeltsamenstelling en de beïnvloedende factoren, zodat de juiste intensiteit van de cavitatie wordt verkregen. De exacte aanpassing van de ultrasone parameters zijn de basis voor de voordelen van ultrasone ontgassing van metaalsmelten. De belangrijkste voordelen van ultrasone ontgassing zijn de hoge ontgassingssnelheden en de verminderde milieubelasting van het proces. Aangezien ultrasone ontgassing slechts in zeer weinig dross resulteert, is ultrasone metaalsmeltgassing een groene, milieuvriendelijke techniek.
De keramische sonotrode BS4D22L3C is een speciale sonotrode die geschikt is voor het soniseren van vloeistoffen met een hoge temperatuur, zoals gesmolten aluminium (bv. voor mengen en ontgassen).
Ontgassen van aluminium en legeringen met ultrageluid
Ultrasoon ontgassen is een beproefde methode om de dichtheid van aluminiumlegeringen te verhogen en het waterstofgehalte in aluminiumlegeringen te verlagen. In vergelijking met alternatieve ontgassingsprocedures zoals ontgassen met behulp van een roterende waaier, blinkt ultrasoon ontgassen uit door snelheid en efficiëntie. Studies hebben aangetoond dat een ultrasoon sondeontgassingssysteem ongeveer 3 keer sneller was dan gasverwijdering door middel van een waaier.
Aangezien bij ultrasone ontgassing geen conventionele metalen worden geroerd, wordt het beschermende aluminiumoxide aan het oppervlak van de smelt niet verstoord. Het intact houden van de aluminiumoxidelaag verhindert de introductie van aluminiumoxide in de aluminiumsmelt, zodat het een beschermend effect tegen atmosferische verontreinigingen behoudt. Ultrasone ontgassing verbetert de korrelverfijning en de structuur van de aluminiumlegeringen. Dit maakt, naast de ultrasoonbevorderde verwijdering van niet-metalen gasinclusies uit het vloeibare aluminium, de ultrasoon aangedreven metaalsmeltbehandelingen tot een superieure techniek voor de productie van hoogwaardige metaalgietstukken.
Ultrasonicator UIP2000hdT voor zware toepassingen zoals ontgassing van metaalsmelten
Ultrasoonapparaten met hoge prestaties voor het ontgassen van metaalsmelten
De ontgassing van metaalsmelten zoals aluminiumlegeringen vereist krachtige ultrasone apparatuur met een hoog vermogen. De ultrasone sonde moet worden gespecificeerd voor gebruik bij hoge temperaturen en hoge viscositeiten. De ultrasoonmachine moet in staat zijn om gedurende lange perioden constante amplitudes te leveren en te handhaven. Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in de ontwikkeling, productie en distributie van ultrasone apparatuur met hoog vermogen voor veeleisende toepassingen zoals de ontgassing van metaalsmelten bij hoge temperaturen en onder zware belasting. Hielscher Ultrasonics levert krachtige ultrasone apparaten op elke schaal en ultrasone sondes die speciaal zijn ontwikkeld voor de behandeling van vloeibare metalen. Hielscher Ultrasonics is uw partner voor betrouwbare en efficiënte verwerking van metaalsmelt.
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit gemaakt in Duitsland
Hielscher ultrasoonapparaten staan bekend om hun hoogste kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een soepele integratie van onze ultrasoonapparaten in industriële installaties mogelijk. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.
Hielscher Ultrasonics is een ISO gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasoontoestellen met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn Hielscher ultrasone apparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:
| batch Volume | Stroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 00,5 tot 1,5 ml | na | VialTweeter | 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml / min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10 l / min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150L | 3 tot 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- 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 vervaardigt hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van Laboratorium naar industrieel formaat.