การหล่อโลหะด้วยแรงดันสูง – การทำให้แข็งตัวที่เหมาะสมด้วยการใช้คลื่นเสียง

อัลตราซาวด์มอบทางเลือกที่สามารถปรับขนาดได้และมีประสิทธิภาพทางพลังงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างจุลภาคของโลหะที่หล่อด้วยแรงโน้มถ่วง – การเชื่อมช่องว่างระหว่างเศรษฐกิจการหล่อกับความต้องการประสิทธิภาพสูง ในการหล่อแม่พิมพ์ด้วยแรงโน้มถ่วง การควบคุมการแข็งตัวเป็นสิ่งสำคัญในการบรรลุส่วนประกอบโลหะที่มีประสิทธิภาพสูง การทำโซนิเคชันของโลหะหลอมเหลวระหว่างการแข็งตัวเป็นวิธีการปรับปรุงที่ทรงพลังและไม่ใช้สารเคมีซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพการหล่อในระดับจุลโครงสร้าง การแข็งตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยส่งเสริมการเกิดนิวเคลียสที่ไม่สม่ำเสมอ ทำลายโครงสร้างเดนไดรต์ และทำให้อุณหภูมิและการกระจายตัวของสารละลายในของเหลวหลอมเหลวเป็นเนื้อเดียวกัน

การทำให้ของแข็งของโลหะหลอมเหลวโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูง

การประมวลผลด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงของโลหะหลอมเหลวในระหว่างการแข็งตัวเป็นวิธีการปรับปรุงคุณภาพที่ไม่ใช้สารเคมีและมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพการหล่อในระดับจุลโครงสร้าง โดยการนำการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงความเข้มสูงเข้าสู่ของหลอมเหลว จะเกิดปรากฏการณ์อะคูสติกคาวิเตชันและการไหลของของเหลว ปรากฏการณ์เหล่านี้ส่งเสริมการเกิดนิวเคลียสแบบไม่สม่ำเสมอ ทำลายโครงสร้างเดนไดรต์ และทำให้อุณหภูมิและการกระจายตัวของสารละลายในของหลอมเหลวเป็นเนื้อเดียวกัน
ผลจากการใช้การช่วยหล่อเย็นด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ทำให้เกิดโครงสร้างเม็ดเนื้อละเอียดและสม่ำเสมอมากขึ้น ลดการแยกตัวของโลหะ และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว และความต้านทานการล้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการหล่อแบบแม่พิมพ์ด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งบริเวณช่องป้อนโลหะมีแนวโน้มที่จะเกิดการหล่อเย็นช้าและข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้อง การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงอย่างเฉพาะเจาะจงสามารถเพิ่มอัตราการหล่อเย็นในบริเวณนั้นๆ และให้ชิ้นงานที่มีโครงสร้างเหนือกว่า

ความท้าทายทางโลหะวิทยาและการแข็งตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นทางออก

งานวิจัยล่าสุดโดย Riedel และคณะ (2019) ได้แสดงให้เห็นว่าการผสานคลื่นเสียงความถี่สูงในระหว่างขั้นตอนการแข็งตัวของอะลูมิเนียมหล่อ ช่วยปรับปรุงโครงสร้างของเม็ดผลึกอย่างมากและเพิ่มคุณสมบัติทางกลในท้องถิ่นให้ดีขึ้น ด้วยการใช้หัววัดคลื่นเสียงความถี่สูงจาก Hielscher ซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการจุ่มในโลหะหลอม การแข็งตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงจึงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่แข็งแกร่งสำหรับการหล่อแม่พิมพ์ที่ดีขึ้น
การหล่อขึ้นรูปด้วยแรงเหวี่ยงด้วยแรงโน้มถ่วงของโลหะผสมอลูมิเนียม – โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AlSi7Mg0.3 (A356) – ถูกใช้อย่างแพร่หลายในภาคยานยนต์และอวกาศ อย่างไรก็ตาม พื้นที่ใกล้กับตัวป้อนมักจะแข็งตัวเป็นลำดับสุดท้าย ส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่หยาบกว่าเนื่องจากอัตราการเย็นตัวที่ช้าลง ซึ่งนำไปสู่คุณสมบัติทางกลที่ด้อยกว่าในบริเวณเหล่านี้ ทำให้ความสมบูรณ์โดยรวมของชิ้นส่วนลดลงและทำให้การกลึงในขั้นตอนต่อไปมีความซับซ้อนมากขึ้น
วิธีการแบบดั้งเดิมเพื่อบรรเทาสิ่งนี้ – เช่น สารปรับปรุงคุณภาพเมล็ดพืชทางเคมี (เช่น โลหะผสมหลัก Al-Ti-B) การเพิ่มความเร็วในการหล่อเย็น และการออกแบบแม่พิมพ์ให้เหมาะสมที่สุด – มีข้อจำกัด. พวกมันมักล้มเหลวในการสร้างโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอทั่วทั้งการหล่อ และอาจทำให้เกิดสิ่งสกปรกหรือต้องการพลังงานสูง.

การทำให้แข็งตัวของอะลูมิเนียมหลอมด้วยความช่วยเหลือของคลื่นอัลตราโซนิกนำไปสู่การปรับปรุงคุณสมบัติทางกลอย่างค่อยเป็นค่อยไปและการกระจายตัวที่สม่ำเสมอมากขึ้นของสมบัติทางกล รวมถึงการเพิ่มความแข็งแรงในการดึงโดยรวม

การแข็งตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง

• ลดระยะห่างของแขนเดนไดรต์ (DAS) ได้ถึง 30% ในบริเวณใกล้กับท่อลำเลียงอาหาร
• การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของค่าความแข็งและความต้านทานแรงดึง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่เคยอ่อนแอ
• ปรับปรุงความสมมาตรของสมบัติทางกล ทำให้สามารถออกแบบผนังให้บางลงได้โดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพ

หัวตรวจอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสำหรับการหล่อโลหะด้วยแรงดันสูง

Hielscher นำเสนอเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่ติดตั้งโซโนโทรดเซรามิกที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษ โซโนโทรดเซรามิกอัลตราโซนิกที่ออกแบบเป็นพิเศษเหมาะสำหรับการโซนิเคชันต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง และส่วนขยายที่ระบายความร้อนจะช่วยปกป้องตัวแปลงสัญญาณจากความเสียหายจากความร้อน
โซโนโทรดเหล่านี้คือ:

• มีความเสถียรทางความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 700°C
• ทนต่อการเกิดโพรงอากาศ ลดการกัดกร่อนและการปนเปื้อน
• ปรับแต่งได้สำหรับการรวมตัวเป็นระบบป้อนหรือระบบแกนในแม่พิมพ์หล่อ

 
การออกแบบที่กะทัดรัดของพวกเขามีความสามารถในการติดตั้งเพิ่มเติมในระบบหล่อแม่พิมพ์ที่มีอยู่เดิม ซึ่งเปิดประตูสู่ระดับใหม่ของการควบคุมกระบวนการและความสามารถในการทำซ้ำในการหล่ออลูมิเนียม

การบำบัดการแข็งตัวด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงโดยใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมเกรดอุตสาหกรรมของ Hielscher ทำให้วิธีการนี้เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับ:

• การลดข้อบกพร่องในการหล่อ
• การเพิ่มความน่าเชื่อถือทางกล
• การลดต้นทุนหลังการประมวลผล

 
 
ตารางต่อไปนี้แสดงเครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกของเราที่เหมาะสำหรับการหล่อแม่พิมพ์ด้วยแรงโน้มถ่วง:

การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher

Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs