Ultrazvukové odplyňovanie tavenín hliníkových zliatin
Taveniny hliníka a zliatin je možné účinne odplyniť pomocou vysokovýkonného ultrazvuku. Silné ultrazvukové vlny podporujú zlučovanie vodíka a iných nežiaducich plynov, aby sa mohli efektívne odstraňovať z taveniny kovu. Ultrazvukové odplyňovače sú k dispozícii pre aplikáciu pri veľmi vysokých teplotách a vysokom zaťažení.
Ultrazvukové odplyňovanie roztavených hliníkových zliatin
Vytváranie kavitácie v tekutých kovoch je veľmi náročná aplikácia a existuje len veľmi málo techník na výrobu dostatočnej a spoľahlivej kavitácie v kovových taveninách. Rýchlosť a intenzita kavitácie sú však rozhodujúcimi faktormi formujúcimi výsledky odplyňovania. Efektívne odplyňovanie si vyžaduje spoľahlivú kavitáciu, aby sa dosiahlo maximálne štrukturálne zjemnenie taveniny kovu. Intenzívna akustická kavitácia generovaná vysokovýkonným ultrazvukom môže zlepšiť odplyňovanie o 30 až 60 %. Sonikácia môže zároveň výrazne zlepšiť zjemnenie zŕn kovových tavenín.
Výhody odplyňovania taveniny hliníkovej zliatiny pomocou ultrazvuku
Keďže odplyňovanie kovových tavenín, ako sú hliníkové zliatiny, je náročná úloha, ktorá výrazne ovplyvňuje kvalitu kovov a tlakových odliatkov, odplyňovanie pomocou výkonového ultrazvuku sa považuje za sľubnú metódu – najmä pokiaľ ide o jeho výhody.
- Efektívne odstránenie plynových bublín: Odplyňovanie ultrazvukovou sondou je veľmi účinná metóda odstraňovania plynových bublín z kovových tavenín. Vysokofrekvenčné ultrazvukové vlny spôsobujú, že bubliny stúpajú na povrch taveniny a unikajú, čo vedie k výraznému zníženiu obsahu plynu v tavenine.
- Vylepšené vlastnosti materiálu: Odstránenie plynových bublín z kovových tavenín môže viesť k výraznému zlepšeniu mechanických a fyzikálnych vlastností výsledného materiálu. Je to preto, že plynové bubliny môžu pôsobiť ako koncentrátory napätia, čo vedie k zníženiu pevnosti a ťažnosti.
- Vylepšená kvalita odlievania: Ultrazvukové odplyňovanie môže tiež zlepšiť kvalitu odliatkov znížením pórovitosti a iných defektov odlievania spojených s plynovými bublinami.
- Menej trosky: Ultrazvukové odplyňovanie má za následok menej trosky. Preto ultrazvukové odplyňovače zefektívňujú aplikáciu odplyňovania kovov.
- Zušľachtenie zrna: Ultrazvuk sa navyše používa na zlepšenie štruktúry zŕn kovových tavenín. Tým sa ešte viac zvyšuje kvalita kovu.
Procesné parametre ultrazvukového odplyňovania: Ultrazvukové odplyňovače typu sondy sa považujú za jednu z najspoľahlivejších metód odplyňovania, ktoré boli vedecky preukázateľne životaschopné v malom aj veľkom meradle. Generovanie intenzívnej akustickej kavitácie závisí od rôznych faktorov vrátane parametrov ultrazvukového procesu, zloženia kovu, povrchového napätia, teploty taveniny, viskozity, ako aj objemu a úrovne rozpúšťania plynných inklúzií v kovovej tavenine. Parametre ultrazvukového procesu je možné presne vyladiť podľa zloženia taveniny kovu a ovplyvňujúcich faktorov tak, aby sa dosiahla správna intenzita kavitácie. Presné nastavenie ultrazvukových parametrov je základom výhod ultrazvukového odplyňovania kovových tavenín. Medzi hlavné výhody ultrazvukového odplyňovania patrí vysoká rýchlosť odplyňovania a znížený vplyv procesu na životné prostredie. Keďže ultrazvukové odplyňovanie má za následok len veľmi málo trosky, ultrazvukové odplyňovanie taveniny kovov je ekologická technika šetrná k životnému prostrediu.
Keramická sonotróda BS4D22L3C je špeciálna sonotróda vhodná na sonikáciu vysokoteplotných kvapalín, ako je roztavený hliník (napr. na miešanie a odplyňovanie).
Odplyňovanie hliníka a zliatin sa taví ultrazvukom
Ultrazvukové odplyňovanie je osvedčená metóda na zvýšenie hustoty hliníkových zliatin a zníženie obsahu vodíka v hliníkových zliatinách. V porovnaní s alternatívnymi postupmi odplyňovania, ako je odplyňovanie pomocou rotačného obežného kolesa, ultrazvukové odplyňovanie vyniká rýchlosťou a účinnosťou. Štúdie ukázali, že ultrazvukový systém odplyňovania sondy bol asi 3-krát rýchlejší ako odstraňovanie plynu poháňaného obežným kolesom.
Keďže ultrazvukové odplyňovanie nezahŕňa konvenčné miešanie kovov, ochranný oxid hlinitý na povrchu taveniny nie je narušený. Zachovanie neporušenej vrstvy oxidu hlinitého zabraňuje vniknutiu oxidu hlinitého do taveniny hliníka, takže si zachováva ochranný účinok proti atmosférickým nečistotám. Ultrazvukové odplyňovanie zlepšuje zušľachťovanie zŕn a štruktúru hliníkových zliatin. To spolu s ultrazvukom podporovaným odstraňovaním nekovových plynných inklúzií z tekutého hliníka robí z ultrazvukom riadené úpravy kovovej taveniny vynikajúcou technikou na výrobu vysokokvalitných kovových odliatkov.
Okrem odplyňovacích účinkov zlepšujú sonikátory Hielscher aj tuhnutie kovových tavenín počas odlievania. Prečítajte si viac o ultrazvukovo asistovanom tuhnutí hliníkových tavenín!
Ultrazvuk UIP2000hdT pre náročné aplikácie, ako je odplyňovanie taveniny kovov
Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na odplyňovanie kovových tavenín
Odplyňovanie kovových tavenín, ako sú hliníkové zliatiny, si vyžaduje vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia. Ultrazvuková sonda musí byť špecifikovaná na použitie pri vysokých teplotách a vysokej viskozite. Ultrazvuk musí byť schopný dodávať a udržiavať konštantné amplitúdy počas dlhých časových období. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics sa špecializuje na vývoj, výrobu a distribúciu vysokovýkonných ultrazvukových zariadení pre náročné aplikácie, ako je odplyňovanie kovových tavenín pri vysokých teplotách a pri vysokom zaťažení. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics, ktorá dodáva vysokovýkonné ultrazvukové prístroje v akomkoľvek rozsahu a ultrazvukové sondy vyvinuté špeciálne na úpravu tekutých kovov, je vaším partnerom pre spoľahlivé a efektívne spracovanie taveniny kovov.
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 05 až 1,5 ml | N.A. | VialTweeter | 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra / Referencie
- 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.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.