Ultrazvočno razplinjevanje talin aluminijeve zlitine
Taline aluminija in zlitin je mogoče učinkovito razpliniti z uporabo visoko zmogljive ultrazvočne obdelave. Močni ultrazvočni valovi spodbujajo koalescenco vodika in drugih neželenih plinov, tako da jih je mogoče učinkovito odstraniti iz taline kovine. Ultrazvočni razplinjevalniki so na voljo za uporabo pri zelo visokih temperaturah in težkih obremenitvah.
Ultrazvočno razplinjevanje staljenih aluminijevih zlitin
Nastajanje kavitacije v tekočih kovinah je zelo zahtevna aplikacija in obstaja le zelo malo tehnik za proizvodnjo zadostne in zanesljive kavitacije v kovinskih talinah. Vendar pa sta hitrost in intenzivnost kavitacije ključna dejavnika, ki oblikujeta rezultate razplinjevanja. Učinkovito razplinjevanje zahteva zanesljivo kavitacijo, da se doseže največja strukturna prečiščenost taline kovine. Intenzivna akustična kavitacija, ki jo ustvarja visoko zmogljiv ultrazvok, lahko izboljša razplinjevanje za 30 do 60%. Hkrati lahko ultrazvočna razbijanje bistveno izboljša prečiščevanje zrn kovinskih talin.
Prednosti razplinjevanja taline aluminijeve zlitine z ultrazvokom
Ker je razplinjevanje kovinskih talin, kot so aluminijeve zlitine, zahtevna naloga, ki močno vpliva na kakovost kovin in tlačnih ulitkov, se razplinjevanje z ultrazvokom moči šteje za obetavno metodo – še posebej v zvezi z njegovimi prednostmi.
- Učinkovito odstranjevanje plinskih mehurčkov: Ultrazvočno razplinjevanje je zelo učinkovita metoda odstranjevanja plinskih mehurčkov iz kovinskih talin. Visokofrekvenčni ultrazvočni valovi povzročijo, da se mehurčki dvignejo na površino taline in pobegnejo, kar vodi do znatnega zmanjšanja vsebnosti plina v talini.
- Izboljšane lastnosti materiala: Odstranjevanje plinskih mehurčkov iz kovinskih talin lahko privede do znatnih izboljšav mehanskih in fizikalnih lastnosti nastalega materiala. To je zato, ker lahko plinski mehurčki delujejo kot koncentratorji napetosti, kar vodi do zmanjšane trdnosti in duktilnosti.
- Izboljšana kakovost litja: Ultrazvočno razplinjevanje lahko izboljša tudi kakovost litja z zmanjšanjem poroznosti in drugih napak litja, povezanih s plinskimi mehurčki.
- Manj žlindre: Ultrazvočno razplinjevanje povzroči manj žlindre. Zato ultrazvočni razplinjevalci omogočajo učinkovitejšo uporabo razplinjevanja kovin.
- Prečiščevanje zrn: Ultrasonication se dodatno uporablja za izboljšanje strukture zrn kovinskih talin. S tem se kakovost kovine še izboljša.
Procesni parametri ultrazvočnega razplinjevanja: Ultrazvočni razplinjevalniki tipa sonde veljajo za eno najbolj zanesljivih metod razplinjevanja, ki so bile znanstveno dokazane v majhnem in velikem obsegu. Ustvarjanje intenzivne akustične kavitacije je odvisno od različnih dejavnikov, vključno z ultrazvočnimi procesnimi parametri, sestavo kovine, površinsko napetostjo, temperaturo taline, viskoznostjo ter prostornino in stopnjo raztapljanja plinskih vključkov v kovinski talini. Ultrazvočni procesni parametri se lahko natančno prilagodijo sestavi taline kovine in vplivnim dejavnikom, tako da dobimo pravo intenzivnost kavitacije. Natančna prilagoditev ultrazvočnih parametrov je temeljnega pomena za prednosti ultrazvočnega razplinjevanja kovinskih talin. Glavne prednosti ultrazvočnega razplinjevanja so visoke stopnje razplinjevanja in zmanjšan vpliv procesa na okolje. Ker ultrazvočno razplinjevanje povzroči le zelo malo žlindre, je ultrazvočno razplinjevanje taline kovin zelena, okolju prijazna tehnika.
Keramična sonotroda BS4D22L3C je posebna sonotroda, primerna za sonikiranje visokotemperaturnih tekočin, kot je staljeni aluminij (npr. za mešanje in razplinjevanje).
Razplinjevanje talin aluminija in zlitin z ultrazvokom
Ultrazvočno razplinjevanje je dokazana metoda za povečanje gostote aluminijevih zlitin in zmanjšanje vsebnosti vodika v aluminijevih zlitinah. V primerjavi z alternativnimi postopki razplinjevanja, kot je razplinjevanje z uporabo rotacijskega rotorja, se ultrazvočno razplinjevanje odlikuje po hitrosti in učinkovitosti. Študije so pokazale, da je bil ultrazvočni sistem za razplinjevanje sonde približno 3-krat hitrejši od odstranjevanja plina, ki ga poganja rotor.
Ker ultrazvočno razplinjevanje ne vključuje običajnega mešanja kovin, zaščitni aluminijev oksid na površini taline ni moten. Ohranjanje nedotaknjene plasti aluminijevega oksida preprečuje vnos aluminijevega oksida v aluminijevo talino, tako da ohranja zaščitni učinek pred atmosferskimi onesnaževalci. Ultrazvočno razplinjevanje izboljša prefinjenost zrn in strukturo aluminijevih zlitin. To poleg ultrazvočno spodbujanega odstranjevanja nekovinskih plinskih vključkov iz tekočega aluminija naredi ultrazvočno obdelavo kovinske taline vrhunsko tehniko za proizvodnjo visokokakovostnih kovinskih ulitkov.
Poleg učinkov razplinjevanja Hielscherjevi sonikatorji izboljšajo tudi strjevanje kovinskih talin med litjem. Preberite več o ultrazvočno podprtem strjevanju aluminijevih talin!
Ultrazvočni aparat UIP2000hdT za težke aplikacije, kot je razplinjevanje taline kovin
Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za razplinjevanje kovinskih talin
Razplinjevanje kovinskih talin, kot so aluminijeve zlitine, zahteva visoko zmogljivo ultrazvočno opremo z visoko močjo. Ultrazvočna sonda mora biti določena za uporabo pri visokih temperaturah in visokih viskoznostih. Ultrazvočni aparat mora biti sposoben zagotavljati in vzdrževati konstantne amplitude v daljših časovnih obdobjih. Hielscher Ultrasonics je specializiran za razvoj, proizvodnjo in distribucijo ultrazvočne opreme visoke moči za zahtevne aplikacije, kot je razplinjevanje kovinskih talin pri visokih temperaturah in pri težkih obremenitvah. Hielscher Ultrasonics je vaš partner za zanesljivo in učinkovito obdelavo taline kovin z visoko zmogljivimi ultrazvočnimi aparati v vseh merilih in ultrazvočnimi sondami, razvitimi posebej za obdelavo tekočih kovin.
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 0.5 do 1.5 ml | n.a. | VialTweeter | 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura / Reference
- 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 proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.