Përmirësimi tejzanor i shkrirjeve të metaleve

  • Ultratinguj me energji në metalet dhe lidhjet e shkrirë tregon efekte të ndryshme të dobishme si strukturimi, filtrimi i gazit dhe filtrimi i përmirësuar.
  • Ultratingulli promovon ngurtësimin jo-dendritik në metale të lëngshme dhe gjysmë të ngurta.
  • Sonication ka përfitime të rëndësishme në përpunimin mikrostrukturor të grimcave dendritike dhe grimcave primare intermetallic.
  • Për më tepër, ultratinguj me energji mund të përdoren qëllimisht për të reduktuar porozitetin metalik ose për të prodhuar struktura meso-poroze.
  • E fundit por jo më pak e rëndësishme, ultrazërit e energjisë përmirësojnë cilësinë e aktrime.

Ngurtësimi tejzanor i shkrirjeve të metaleve

Formimi i strukturave jo-dendritike gjatë ngurtësimit të shkrirjes së metaleve ndikon në vetitë materiale të tilla si forca, duktiliteti, qëndrueshmëria dhe / ose ngurtësia.
Bërthamë e grurit ultrasonically changed: Kavitacioni akustik dhe forcat e tij prerëse intensive rrisin vendet e bërthamës dhe numrin e bërthamave në shkrirje. Trajtimi me ultratinguj i shkrirjeve rezulton në një bërthamë heterogjene dhe fragmentim të dendriteve, në mënyrë që produkti përfundimtar të tregojë një rafinim dukshëm më të lartë të kokrrave.
Cavitation tejzanor shkakton edhe lagështimin e papastërtive jo-metalike në shkrihet. Këto papastërti shndërrohen në zona të nukleacioneve, të cilat janë pikat fillestare të ngurtësimit. Për shkak se ato pike atomike janë përpara frontit të solidifikimit, rritja e strukturave të dendritit nuk ndodh.

Ultratingulli intensiv përmirëson strukturën e kokrrizave në shkrirjet e metaleve dhe në këtë mënyrë ndihmon për të përmbushur standardet e cilësisë për derdhjen me diake.

Makrostruktura e lidhjes Ti pas trajtimit me ultratinguj. Ultrasonication rezulton në një strukturë të rafinuar në mënyrë të konsiderueshme kokërr.

Kërkesë informacioni





Nano-strukturimi tejzanor i metaleve dhe zeolitit është një teknikë shumë efektive për të prodhuar katalizatorë me performancë të lartë.

Dr. Andreeva-Bäumler, Universiteti i Bayreuth-it, po punon me aparatin ultrasonik UIP1000hdT në nano-strukturimin e metaleve.

Efektet tejzanor në fortësinë e aliazhit Vicker: Ultratingulli përmirëson mikrofortësinë e Vickers në metal

Efektet tejzanor në fortësinë e aliazhit Vicker: Ultratingulli përmirëson mikrofortësinë e Vickers në metal
(studim dhe grafik: ©Ruirun et al., 2017)

 
Fragmentimi i dendritit: Shkrirja e dendriteve zakonisht fillon në rrënjë për shkak të rritjes së temperaturës lokale dhe ndarjes. Sonication gjeneron konvekcion të fortë (transferim të nxehtësisë me lëvizje masive të një lëngu) dhe valë goditëse në shkrirje, në mënyrë që dendritet të fragmentohen. Konvekcioni mund të nxisë fragmentimin e dendriteve për shkak të temperaturave ekstreme lokale, si dhe variacioneve të përbërjes dhe nxit difuzionin e substancës së tretur. Valët goditëse të kavitacionit ndihmojnë në thyerjen e atyre rrënjëve që shkrihen.

Degassing tejzanor i lidhjeve metalike

Degazimi është një tjetër efekt i rëndësishëm i ultrasonikës së energjisë në metalet dhe lidhjet e lëngshme dhe gjysmë të ngurta. Kavitacioni akustik krijon cikle alternuese presioni të ulët / presion të lartë. Gjatë ciklit të presionit të ulët, flluska të vogla të vakumit ndodhin në lëng ose slurry. Këto flluska vakumi veprojnë si bërthama për formimin e flluskave të hidrogjenit dhe avujve. Për shkak të formimit të flluskave më të mëdha të hidrogjenit, flluska e gazit rritet. Rrjedha akustike dhe rrjedhja ndihmojnë lundrimin e këtyre fllusave në sipërfaqe dhe jashtë shkrirjes, në mënyrë që gazi të mund të hiqet dhe përqendrimi i gazit në shkrirjen zvogëlohet.
Degasimi tejzanor redukton porozitetin e metalit duke arritur kështu një dendësi më të lartë të materialit në produktin përfundimtar të metalit / aliazhit.
Degazimi tejzanor i lidhjeve të aluminit rritë forcën përfundimtare të tërheqjes dhe duktilitetin e materialit. Sistemet me ultratinguj të fuqisë industriale llogariten si më të mirët në mesin e metodave të tjera të gazit të gaztë në lidhje me efektivitetin dhe kohën e përpunimit. Për më tepër, procesi i mbushjes së mykëve është përmirësuar për shkak të viskozitetit të ulët të shkrirjes.
 

Ultratingulli përmirëson ndjeshëm forcën kompresive të shkrirjeve të metaleve dhe në këtë mënyrë cilësinë e metaleve.

Vetitë kompresive të Ti44Al6Nb1Cr2V nën kohë të ndryshme sonikimi. Sonication përmirëson ndjeshëm forcën në shtypje.
(studim dhe grafik: ©Ruirun et al., 2017)

Sonotrode qeramike BS4D22L3C është një sonotrode speciale e përshtatshme për të sonikuar lëngje me temperaturë të lartë si alumini i shkrirë (p.sh. për përzierjen dhe degazimin). Prodhuar nga Hielscher Ultrasonics

Sonotrode qeramike BS4D22L3C është një sonotrode speciale e përshtatshme për sonikimin e lëngjeve me temperaturë të lartë si alumini i shkrirë (p.sh. për përzierjen dhe degazimin).

Efekti Sonocapillary gjatë Filtrimit

Efekti kapilar tejzanor në metalet e lëngëta është efekti shtytës për të hequr përfshirjet e oksidit gjatë filtrimit të shkrirjeve me ndihmën tejzanor. (Eskin et al. 2014: 120 eff.)
Filtrimi përdoret për të hequr papastërtitë jo metalike nga shkrirja. Gjatë filtrimit, shkrihet kalon rrjetë të ndryshme (p.sh. fibra qelqi) për të ndarë përfshirjet e padëshiruara. Sa më i vogël të jetë madhësia e rrjetë, aq më mirë rezultati i filtrimit.
Nën kushte të zakonshme, shkrihet nuk mund të kalojë një filtër me dy shtresa me një madhësi shumë të ngushtë të poreve prej 0,4-0,4 mm. Megjithatë, nën filtrimin ultrasonically-assisted shkrihet është mundësuar të kalojë poret rrjetë për shkak të efektit sonocapillary. Në këtë rast, kapilarët e filtrit mbajnë edhe papastërti jo metale të 1-10μm. Për shkak të pastërtisë së lartë të aliazhit, formimi i poreve të hidrogjenit në okside është shmangur, kështu që forca e lodhjes së aliazhit rritet.
Eskin et al. (2014: 120ff.) Ka treguar se filtrimi tejzanor bën të mundur pastrimin e lidhjeve të aluminit AA2024, AA7055 dhe AA7075 duke përdorur filtra me fibra xhami me shumë shtresa me deri në 9 shtresa me 0.6×06 mm rrjetë rrjetë. Kur procesi i filtrimit tejzanor është i kombinuar me shtimin e inoculants, një përmirësim të njëkohshëm kokërr është arritur.

Përforcimi tejzanor i lidhjeve të metaleve

Ultrasonication është provuar të jetë shumë efektive në shpërndarjen e grimcave nano uniformisht në slurries. Prandaj, dispersers tejzanor janë pajisjet më të zakonshme për të prodhuar composites nano-përforcuar.
Nano grimca (p.sh. Al2O3/ SiC, CNTs) përdoren si material përforcues. Nano grimcat shtohen në aliazh të shkrirë dhe shpërndahen ultrasonically. Cavitation akustike dhe streaming përmirëson deagglomeration dhe wettability e grimcave, duke rezultuar në një forcë të përmirësuar elastik, forca japin, dhe elongation.

Pajisja tejzanor UIP2000hdT (2kW) me Cascatrode

Pajisje tejzanor për aplikime të rënda

Aplikimi i ultrazërit të fuqisë në metalurgji kërkon sisteme ultrasonike të fuqishme dhe të besueshme, të cilat mund të instalohen në mjedise kërkuese. Hielscher Ultrasonics furnizon pajisje tejzanor të shkallës industriale për instalime në aplikime të rënda dhe mjedise të ashpra. Të gjithë ultrasonikët tanë janë ndërtuar për funksionim 24/7. Sistemet tejzanor të fuqisë së lartë Hielscher shoqërohen me qëndrueshmëri, besueshmëri dhe kontrollueshmëri të saktë.
Proceset e kërkuar – të tilla si rafinimi i shkrirjes së metaleve – kërkojnë aftësinë e sonikimit intensiv. Procesorët industrialë ultrasonikë Hielscher Ultrasonics ofrojnë amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara.
Për sonication e temperaturat shumë të larta të lëngshme dhe shkrihet, Hielscher ofron sonotrodes të ndryshme dhe pajisje të personalizuara për të siguruar rezultate optimale të përpunimit.
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë:

Vëllimi i Serisë Shkalla e rrjedhjes Devices rekomanduara
10 deri në 2000 ml 20 deri 400mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 deri në 20L 0.2 deri në 4L / min UIP2000hdT
10 deri në 100L 2 deri në 10L / min UIP4000
na 10 deri në 100L / min UIP16000
na më e madhe grup i UIP16000

Na kontaktoni! / Pyet Na!

Pyesni për më shumë informacion

Ju lutemi përdorni formularin e mëposhtëm, nëse dëshironi të kërkoni informacione shtesë rreth homogjenizimit tejzanor. Ne do të jemi të lumtur t'ju ofrojmë një sistem tejzanor që plotëson kërkesat tuaja.









Ju lutem vini re tonë Politika e privatësisë.




Letërsi / Referencat

  • Eskin, Georgy I.; Eskin, Dmitry G. (2014): Ultrasonic Treatment of Light Alloy Melts. CRC Press,Technology & Engineering 2014.
  • Jia, S.; Xuan, Y.; Nastac, L.; Allison, P.G.; Rushing, T.W: (2016): Microstructure, mechanical properties and fracture behavior of 6061 aluminium alloy-based nanocomposite castings fabricated by ultrasonic processing. International Journal of Cast Metals Research, Vol. 29, Iss. 5: TMS 2015 Annual Meeting and Exhibition 2016. 286-289.
  • Ruirun, C. et al. (2017): Effects of ultrasonic vibration on the microstructure and mechanical properties of high alloying TiAl. Sci. Rep. 7, 2017.
  • Skorb, E.V.; Andreeva, D.V. (2013): Bio-inspired ultrasound assisted construction of synthetic sponges. J. Mater. Chem. A, 2013,1. 7547-7557.
  • Tzanakis,I.; Xu, W.W.; Eskin, D.G.; Lee, P.D.; Kotsovinos, N. (2015): In situ observation and analysis of ultrasonic capillary effect in molten aluminium . Ultrasonic 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): Synchrotron Quantification of Ultrasound Cavitation and Bubble Dynamics in Al-10Cu Melts.

Fakte të vlefshme

Energjia ultratinguj dhe cavitation

Kur valët tejzanor me intensitet të lartë janë bashkuar në lëngje ose slurri, fenomeni i cavitation ndodh.
Fuqia e lartë, ultratinguj me frekuencë të ulët shkakton formimin e flluskave të kavitacionit në lëngje dhe slurri në mënyrë të kontrolluar. Valët intensive me ultratinguj gjenerojnë cikle të alternuara të presionit të ulët / presion të lartë në lëng. Këto ndryshime të shpejta të presionit gjenerojnë boshllëqe, të ashtuquajtura flluska cavitation. Flluskat e kavitacionit të nxitur ultrasonically mund të konsiderohen si microreactors kimike duke siguruar temperatura të larta dhe presione në shkallë mikroskopike, ku ndodhin formimin e llojeve aktive të tilla si radikalet e lira nga molekulat e tretura. Në kontekstin e kimisë materiale, cavitation tejzanor ka potencial unik të katalizatorëve lokalë të temperaturës së lartë (deri në 5000 K) dhe reaksioneve të presionit të lartë (500atm), ndërsa sistemi mbetet makroscopik afër temperaturës së dhomës dhe presionit të ambientit. (Skorb, Andreeva 2013)
Trajtimet me ultratinguj bazohen kryesisht në efektet kavitacionale. Për metalurgjinë, sonikimi është një teknikë shumë e dobishme për të përmirësuar derdhjen e metaleve dhe lidhjeve.
Përveç trajtimit të shkrirjeve të metaleve, sonikimi përdoret gjithashtu për të krijuar nanostruktura dhe nano-modele të ngjashme me sfungjerin në sipërfaqe të ngurta metalike si titani dhe lidhjet. Këto pjesë të titanit dhe aliazheve me nanostrukturë ultrasonike tregojnë kapacitet të madh si implante me shtim të zgjeruar të qelizave osteogjene. Lexoni më shumë rreth nano-strukturimit tejzanor të implanteve titani!

Ne do të jemi të lumtur të diskutojmë procesin tuaj.

Le të kontaktojmë.