Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukový spracovanie kovových topí

  • Výkon ultrazvuk v roztavených kovov a zliatin ukazuje rôzne prospešné účinky, ako je štruktúrovanie, odplynenie, a zlepšenie filtrácie.
  • Ultrazvukový podporuje non-dendritic tuhnutia v kvapalnej a polotuhé kovy.
  • Ultrazvukom má významný prínos pre mikroštrukturálne zjemnenie dendritických zŕn a primárnych medzikovových častíc.
  • Okrem toho, výkon ultrazvuk môže byť použitý účelne k zníženiu kovovej pórovitosť alebo produkovať Meso-porézne štruktúr.
  • V neposlednom rade, moc ultrazvuk zlepšuje kvalitu odliatkov.

 

Ultrazvukový Solidification

Tvorba non-dendritické štruktúry počas tuhnutia kovových taví ovplyvňuje materiálne vlastnosti, ako je pevnosť, ťažnosť, húževnatosť, a/alebo tvrdosť.
Rozpúšťadle zmenil zrno nukleation: Akustická Kavitácia a jej intenzívne šmykové sily zvyšujú Nukleačné miesta a počet jadier v taveniny. Ultrazvukové ošetrenie (UST) topí výsledok v heterogénnej nukleácie a fragmentácia dendrites, takže konečný produkt ukazuje výrazne Higer obilia Refinement.
Ultrazvukový kavitácie spôsobuje rovnomerné zmahovanie nekovových nečistôt v taveniny. Tieto nečistoty premeniť na Nukleačné miesta, ktoré sú východiskovým bodom tuhnutia. Keďže tieto Nukleačné body sú pred solidifikáciou vpredu, rast dendritických štruktúr nenastane.

Ultrazvukové spracovanie kovových taví zlepšuje štruktúru obilia.

Makroštruktúra ti zliatiny po ultrazvukové ošetrenie (Ruirun et al. 2017)

Dendrite fragmentácia: Topenia dendritov zvyčajne začína pri koreni v dôsledku miestneho nárastu teploty a segregácie. UST vytvára silnú konvekciu (prenos tepla hmotnostným pohybom tekutiny) a nárazové vlny v tavenine, aby sa dendrity roztrieštené. Konvekcia môže podporovať hustá fragmentácia vďaka extrémnym miestnym teplotám, ako aj zmenám zloženia a podporuje šírenie solute. Kavitácia šok vlny pomáhajú rozkrach týchto tavenia koreňov.

Ultrazvukový odplynenie kovových zliatin

Odplynenie je ďalším dôležitým účinkom výkonu ultrazvukom na kvapalné a polotuhé kovy a zliatiny. Akustická Kavitácia vytvára striedavý nízky tlak/vysokotlakové cykly. Počas nízkotlakových cyklov, drobné vákuové bubliny sa vyskytujú v kvapaline alebo kalu. Tieto vákuové bubliny pôsobia ako jadrá pre tvorbu vodíka a pár bublín. Vzhľadom k vytvoreniu väčších vodíkových bublín, plynové bubliny rastú. Akustický tok a streamovanie pomáhajú plávajúce z týchto bublín na povrch a von z taveniny, takže plyn môže byť odstránený a koncentrácia plynu v taveniny je znížená.
Ultrazvukový odplynenie znižuje pórovitosť kovu dosiahnuť tým vyššiu hustotu materiálu v konečnom kovu/zliatiny výrobku.
Ultrazvukový odplynenie hliníkových zliatin zvýšiť konečnú pevnosť v ťahu a ťažnosť materiálu. Priemyselné výkonové ultrazvukové systémy sa počítajú ako najlepšie okrem iných komerčných odplyňovacích metód týkajúcich sa efektivity a času spracovania. Okrem toho, proces vypĺňania plesní sa zlepšuje v dôsledku nižšej viskozity taveniny.

Ultrazvukový upresnenie z ti zliatiny (kliknite pre zväčšenie!)

Kompresívne vlastnosti Ti44Al6Nb1Cr2V v rôznych časoch ultrazvukom.

UIP1000hd je mocný Ultrazvukový prístroj, ktorý sa používa pre materiály inžinierstva, Nano štruktúrovanie a časticovej modifikácie. (Kliknite pre zväčšenie!)

Dr D. Andreeva demonštruje postup Ultrazvukový štruktúrovanie
pomocou Uip1000hd ultrasonicator (20 kHz, 1000W). Obrázok ch. Wißler

Žiadosť o informácie





Účinok ultrazvukových vibrácií

Sonocapilárny účinok počas filtrácie

Ultrazvukový kapilárnej efekt (UCE) v kvapalných kovov je hnacou efekt na odstránenie oxidu inklúzie počas Rozpúšťadle-asistovanej filtrácie taví. (Eskin et al. 2014:120ff.)
Filtrácia sa používa na odstránenie nekovových nečistôt z taveniny. Počas filtrácie, roztavenie prechádza rôznymi ôk (napr. sklenené vlákno) oddeliť nechcené inklúzie. Čím menšia je veľkosť ôk, tým lepšie je výsledok filtrácie.
Za bežných podmienok, Melt nemôže prejsť dvojvrstvový filter s veľmi úzkou veľkosťou pórov 0,4-0,4 mm. Avšak, pod Rozpúšťadle-asistovanej filtrácie taveniny je povolené prejsť sieťoviny póry v dôsledku sonocapilárneho efektu. V tomto prípade sa filtračné kapiláry udržujú aj nekovové nečistoty 1 – 10μm. Vzhľadom na zvýšenú čistotu zliatiny sa zabráni tvorbe vodíkových pórov na oxidy, aby sa zvýšila únavová pevnosť zliatiny.
Eskin et al. (2014:120ff.) ukázala, že Ultrazvukový filtrácia umožňuje očistiť hliníkové zliatiny AA2024, AA7055, a AA7075 pomocou viacvrstvových sklenených vlákien filtrov (s až 9 vrstiev) s 0,6×0.6mm póry oka. Keď je Ultrazvukový filtračný proces kombinovaný s prídavkom inokulantov, je dosiahnutá simultánne obilie upresnenie.

Ultrazvukový výstuže

Ultrazvukom je preukázané, že je vysoko účinný na rozptyľuje nano častice rovnomerne do kalu. Preto ultrazvukové Rozmetadlá sú najbežnejšie zariadenia na výrobu nano-zosilnené kompozitov.
Nano častice (napr. Al2O3/SiC, CNTs) sa používajú ako výstužné materiály. Nano častice sú pridané do roztaveného zliatiny a rozptýlené rozpúšťadle. Akustická Kavitácia a streamovanie zlepšuje deagglomeration a mokrateľnosť častíc, čo vedie k lepšej pevnosti v ťahu, výnos pevnosť, a predĺženie.

Ultrazvukové zariadenie UIP2000hdT (2kW) s Cascatrode

Žiadosť o informácie





Ultrazvukové zariadenia pre ťažké-Duty aplikácie

Použitie ultrazvukového výkonu v metalurgie vyžaduje robustné, spoľahlivé ultrazvukové systémy, ktoré môžu byť inštalované v náročných prostrediach. Hielscher Ultrasonics dodávky priemyselného stupňa ultrazvukové zariadenia pre zariadenia v ťažkých aplikáciách a drsných prostrediach. Všetky naše ultrasonicators sú postavené na 24/7 prevádzky. Hielscher je vysoký výkon ultrazvukové systémy sú spárované s robustnosť, spoľahlivosť a presnú ovládateľnosť.
Náročné procesy – ako je rafinácia kovových taví – vyžadujú schopnosť intenzívnej ultrazvukom. Hielscher ultrazvukom’ Priemyselné ultrazvukové procesory dodať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii.
Pre ultrazvukom veľmi vysokej kvapaliny a topenia teploty, Hielscher ponúka rôzne sonotród a prispôsobené príslušenstvo na zabezpečenie optimálneho spracovania výsledkov.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šarže prietok Odporúčané Devices
10 až 2000mL 20 až 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 až 20L 02 až 4 l / min UIP2000hdT
10 až 100L 2 až 10 l / min UIP4000
neuv 10 až 100 l / min UIP16000
neuv väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Literatúra / Referencie

  • Eskin, Georgy I.; Eskin, Dmitrij G. (2014): ultrazvukové ošetrenie ľahkých zliatin topí. CRC Press, technológie & Strojárstvo 2014.
  • Jia, S.; Xuan, Y.; Nastac, L.; Allison, P.G.; Rúti, T. W: (2016): mikroštruktúra, mechanické vlastnosti a zlomenina správanie 6061 hliníkovej zliatiny-založené nanokompozitné odliatky vyrobené Ultrazvukový spracovanie. Medzinárodný vestník cast kovov výskum, Vol. 29, ISS. 5: TMS 2015 Výročná schôdza a výstava 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. et al. (2017): účinky ultrazvukových vibrácií na mikroštruktúru a mechanické vlastnosti vysoko legujúcich TiAl. Sci. rep. 7, 2017.
  • Skorb, E.V.; Andreeva, D.V. (2013): bio-inšpiroval ultrazvuk asistovanej konštrukcii syntetických hubov. J. mater. Chem. A, 2013, 1. 7547-7557.
  • Tzanakis, I.; Xu, WW; Eskin, D.G.; Lee, P.D.; Kotsovinos, N. (2015): pozorovanie in situ a analýza ultrazvukového kapilárneho efektu v roztaveného hliníka. Ultrazvukový sonochemistry 27, 2015. 72-80.
  • Wu, W. W:; Tzanakis, I.; Srirangam, P.; Mirihanage, W.U.; Eskin, D.G.; Bodey, i; Lee, P.D. (2015): Synchrotron kvantifikácia ultrazvukovej kavitácie a Bubble Dynamics v Al-10Cu topí.


Fakty stojí za to vedieť

Výkon ultrazvuk a Kavitácia

Keď sú vysoké intenzívne ultrazvukové vlny spojené do kvapalín alebo kalov, fenomén kavitácia Vyskytuje.
Vysoký výkon, nízkofrekvenčný ultrazvuk spôsobuje tvorbu kavitácie bubliny v kvapalinách a hnoji v kontrolovanej spôsobom. Intenzívne ultrazvukové vlny generovať striedavý nízky tlak/vysokotlakové cykly v kvapaline. Tieto rýchle zmeny tlaku generovať dutín, takzvaný kavitácie bubliny. Rozpúšťadle indukovanej kavitácie bubliny môžu byť považované za chemické microreactors poskytuje vysoké teploty a tlaky v mikroskopickej stupnice, kde je tvorba aktívnych druhov, ako sú voľné radikály z rozpustených molekúl nastať. V kontexte materiálnej chémie, Ultrazvukový kavitácie má jedinečný potenciál lokálne katalyzovať high-teplota (až do 5000 K) a vysokotlakové (500atm) reakcie, zatiaľ čo systém zostáva makroskopicky v blízkosti izbovej teploty a okolia Tlak. (porovnaj Skorb, Andreeva 2013)
Ultrazvukové ošetrenie (UST) sú založené predovšetkým na cavitational účinky. Pre metalurgie je UST veľmi výhodná technika na zlepšenie odliatku kovov a zliatin.