Hielscher ultrasunete tehnologie

Prelucrarea cu ultrasunete topiturilor metalice

  • puterea ultrasunetelor în metale topite și aliaje prezintă diferite efecte benefice, cum ar fi structurarea, degazare și filtrare îmbunătățită.
  • Ultrasunete promovează solidificare non-dendritică din metale lichide și semisolide.
  • Sonicare are beneficii semnificative asupra rafinamentul microstructu boabe dendritice și a particulelor intermetalice primare.
  • Mai mult, puterea ultrasunetelor poate fi folosit în mod intenționat pentru a reduce porozitatea de metal sau de a produce structuri meso-poroase.
  • Nu in ultimul rand, puterea ultrasunetelor îmbunătățește calitatea pieselor turnate.

 

Solidificarea cu ultrasunete

Formarea structurilor non-dendritice în timpul solidificării metalului topește influențează proprietățile materialului, cum ar fi rezistența, ductilitate, tenacitate, și / sau duritate.
modificat ultrasunetelor nucleată cereale: cavitatie acustice și forțele sale de forfecare crește intense a germenilor și a numărului de nuclee în topitură. Tratamentul cu ultrasunete (UST) topiturilor rezultat o nucleația eterogenă și fragmentarea dendritelor, astfel încât produsul final prezintă o rafinare grăunte semnificativ Higer.
Cu ultrasunete cavitația determină umezirea chiar a impurităților nemetalice din topitură. Aceste impurități se transformă în site-urile de nucleație, care sunt punctele de plecare ale solidificare. Deoarece aceste puncte de nucleatie sunt înainte de frontul de solidificare, nu se produce creșterea structurilor dendritice.

procesarea cu ultrasunete a topiturilor metalice îmbunătățește structura granulară.

Macrostructură Ti aliaj după tratamentul cu ultrasunete (Ruirun et al. 2017)

fragmentarea dendrite: Topirea dendrite începe de obicei la radacina ca urmare a creșterii temperaturii locale și segregare. UST generează convecție puternică (transfer de căldură prin mișcarea în masă a unui fluid) și unde de șoc în topitură, astfel încât dendritele sunt fragmentate. Convecție poate promova fragmentarea dendritelor din cauza temperaturilor extreme locale, precum și variațiile de compoziție și promovează difuzia substanței dizolvate. Valurile de cavitație șoc ajuta spargerea acestor rădăcini de topire.

Cu ultrasunete Degazarea aliajelor metalice

Degazarea este un alt efect important al ultrasunetelor de putere asupra metalelor lichide și semisolide și aliaje. Cavitația acustic creează alternativ cicluri de joasă presiune / presiune înaltă. În timpul ciclurilor de presiune joasă, bule mici de vid apar în lichid sau pastă. Aceste bule de vid acționează ca nuclee pentru formarea hidrogenului și bulele de vapori. Datorită formării de bule de hidrogen mai mari, bulele de gaz crește. flux acustic și streaming asista plutirea aceste bule la suprafață și din topitură, astfel încât gazul poate fi scos și concentrația de gaz în topitură este redusă.
degazare cu ultrasunete reduce porozitatea metalului obținându-se astfel o densitate mai mare de material în produsul final din metal / aliaj.
degazaificare cu ultrasunete a aliajelor de aluminiu crește rezistența la rupere la tracțiune și ductilitatea materialului. Sisteme de alimentare cu ultrasunete industriale conta ca cel mai bun printre alte metode de degazare comerciale ale eficienței și în ceea ce privește prelucrarea în timp. Mai mult, procesul de umplere mucegai este îmbunătățită datorită vâscozității mai mici a topiturii.

rafinament cu ultrasunete Ti aliaj (Click pentru a mari!)

Proprietățile compresive ale Ti44Al6Nb1Cr2V în diferite momente sonicare.

UIP1000hd este un dispozitiv cu ultrasunete puternic, care este utilizat pentru ingineria materialelor, structurarea nano si modificarea particulelor. (Click pentru a mari!)

Dr. D. Andreeva demonstrează procedura de structurare cu ultrasunete
prin folosind Uip1000hd ultrasonicator (20 kHz, 1000W). Imagine de Ch. WISSLER

Cerere de informatie





Efectul de vibrații cu ultrasunete

Sonocapillary Efect de filtrare în timpul

Efectul capilar cu ultrasunete (BUM) în metale lichide este efectul de antrenare pentru îndepărtarea incluziunilor de oxid în timpul filtrării ultrasunetelor-asistata topiturilor. (Eskin și colab 2014:. 120ff.)
Filtrarea este utilizată pentru îndepărtarea impurităților nemetalice din topitură. În timpul filtrării, topitura trece diferite ochiuri (de exemplu, fibre de sticlă) pentru a separa incluziuni nedorite. Este mai mică dimensiunea ochiurilor de plasă, cu atât mai bine este rezultatul de filtrare.
În condiții obișnuite, topitura nu poate trece un filtru cu două straturi, cu o dimensiune a porilor foarte îngustă de 0,4-0,4mm. Cu toate acestea, sub filtrare ultrasunetelor-asistata topitura este activat pentru a trece prin pori ochiurilor din cauza efectului sonocapillary. In acest caz, capilarele de filtrare reține chiar și impurități nemetalice de 1-10 pm. Datorită purității îmbunătățită a aliajului, formarea porilor de hidrogen la oxizii este evitată, astfel încât rezistența la oboseală a aliajului este crescut.
Eskin și colab. (2014:. 120ff) a demonstrat că filtrarea cu ultrasunete face posibilă purificarea aliajelor de aluminiu AA2024, AA7055 și AA7075 folosind filtre din fibră de sticlă multistrat (cu până la 9 straturi) cu 0,6×0.6mm mesh porii. Când procesul de filtrare cu ultrasunete este combinat cu adaos de inoculanți, se realizează o rafinare simultană de cereale.

cu ultrasunete de armare

Ultrasonication este dovedit a fi foarte eficient pe dispersarea particulelor nano uniform în noroaie. Prin urmare, dispersanți cu ultrasunete sunt cele mai comune echipamente pentru producerea de compozite armate cu nano.
Nanoparticulele (de exemplu Al2O3/ SiC, CNTs) sunt utilizate ca material de armare. Particulele nano sunt adăugate în aliajul topit și dispersat ultrasunetelor. Cavitație acustic și de streaming îmbunătățește dezaglomerare și umectabilitate a particulelor, rezultând o rezistență la tracțiune îmbunătățită, randament rezistență și alungire.

Dispozitiv cu ultrasunete UIP2000hdT (2kW) cu Cascatrode

Cerere de informatie





Echipament cu ultrasunete pentru Heavy-Duty Aplicații

Aplicarea ultrasunetelor de putere în industria metalurgică necesită sisteme robuste, fiabile cu ultrasunete, care pot fi instalate în medii solicitante. Hielscher Ultrasonics furnizează echipamente cu ultrasunete grad industriale pentru instalațiile în aplicații grele și medii brute. Toate ultrasonicators noastre sunt construite pentru operare 24/7. sisteme cu ultrasunete de mare putere Hielscher sunt împerecheate cu robustețe, fiabilitate și manevrabilitate precisă.
procese pretențioase – cum ar fi rafinarea topiturilor metalice – necesită capacitatea de sonicare intensă. Hielscher Ultrasonics’ procesoare cu ultrasunete industriale livra amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200um poate fi ușor rula în mod continuu în funcțiune 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile.
Pentru sonicare de lichid foarte mare și se topesc la temperaturi, Hielscher ofera diverse sonotrodes și Accessoires personalizate pentru a asigura rezultate optime de prelucrare.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lot Debit Aparate recomandate
10 la 2000ml 20 până la 400ml / min Uf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L 0.2 4L / min UIP2000hdT
10 100L 2 până la 10L / min UIP4000
N / A. 10 la 100L / min UIP16000
N / A. mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, în cazul în care doriți să solicite informații suplimentare cu privire la omogenizare cu ultrasunete. Vom fi bucuroși să vă oferim un sistem de ultrasunete îndeplinesc cerințele dumneavoastră.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Literatura / Referințe

  • Eskin, Georgy I .; Eskin, Dmitry G. (2014): Tratamentul cu ultrasunete Light aliaj Melts. CRC Press, Tehnologie & Inginerie 2014.
  • Jia, S .; Xuan, Y .; Nastac, L .; Allison, .; ug Graba, T.W: (2016): microstructuri, proprietăți mecanice și comportamentul fracturii 6061 turnate nanocompozite pe bază de aliaj de aluminiu, fabricate prin prelucrare cu ultrasunete. International Journal of Cast Metals Research, Voi. 29, Iss. 5: TMS 2015 Annual Meeting și Expoziție 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. și colab. (2017): Efectele vibrațiilor ultrasonice asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale înaltă alierea TiAl. Sci. Rep. 7, 2017.
  • Skorb, E.V .; Andreeva, D.V. (2013): Bio-inspirat construcție cu ultrasunete asistată de bureți sintetici. J. Mater. Chem. A, 2013,1. 7547-7557.
  • Tzanakis, I .; Xu, W.W .; Eskin, D.G .; Lee, P.D .; Kotsovinos, N. (2015): In observare in situ și analiza efectului capilar ultrasonic în aluminiu topit. Cu ultrasunete 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): Sincrotron Cuantificarea ultrasunete cavitatie și Bubble Dynamics în Al-10Cu se topeste.


Ce trebuie să știți

Putere ultrasunete și cavitație

Cand mari valuri de ultrasunete intense sunt cuplate în lichide sau șlamuri, fenomenul cavitație are loc.
De înaltă frecvență, ultrasunete de joasă frecvență determină în mod controlat formarea bulelor de cavitație în lichide și în suspensii. Valurile intense de ultrasunete generează cicluri alternative de presiune scăzută / presiune înaltă în lichid. Aceste schimbări rapide de presiune generează goluri, așa-numitele bule de cavitație. Buburile de cavitație induse de ultrasunete pot fi considerate ca microreactori chimici care asigură temperaturi și presiuni ridicate la scară microscopică, unde apar formarea unor specii active cum ar fi radicalii liberi din molecule dizolvate. În contextul chimiei materiale, cavitația cu ultrasunete are un potențial unic de catalizare locală a reacțiilor de temperatură ridicată (până la 5000 K) și de înaltă presiune (500 de straturi), în timp ce sistemul rămâne macroscopic aproape de temperatura camerei și presiunea ambiantă. (vezi Skorb, Andreeva 2013)
Tratamentele cu ultrasunete (UST) se bazează în principal pe efectele cavitaționale. Pentru metalurgie, UST este o tehnică extrem de avantajoasă pentru îmbunătățirea turnării metalelor și a aliajelor.