Refinamiento ultrasónico u fundiciones metálicas

  • Ultrasonido potencia ti' metales fundidos yéetel aleaciones ye'esik ya'ab táanil beneficiosos tales como estructuración, desgasificación yéetel filtración mejorada.
  • Le ultrasonicación promueve le solidificación ma' dendrítica ti' metales líquidos yéetel semisólidos.
  • Sonicación u ventajas significativas yóok'ol le refinamiento microestructural ti' dendríticos yéetel partículas intermetálicas u primarias.
  • Ku ts'o'okole', ultrasonidos potencia páajtal utilizar útil utia'al u xu'ulsiko'ob u porosidad le metal wa utia'al producir ka'ansaj meso-poroso.
  • Ba'axten último Ba'ale' ma' bey Páaybe'en, ultrasonido potencia mejora le ma'alobil páajtal a fundidas.

Solidificación ultrasónica u fundiciones metálicas

Le formación ka'ansaj ma' dendríticas ichil le solidificación le metal ku derrite influye ti' le propiedades le xooko'obo' bey resistencia, ductilidad, tenacidad yéetel dureza.
Nucleación u ti' alterados yo'osal ultrasonidos: Le cavitación acústica yéetel u intensas muuk' cizallamiento aumentan le lu'umo'. lelo'oba' u nucleación yéetel u meyaj ku núcleos ti' le juuch'o' fundida. Le Ts'a'akal ultrasónico ti' le fundiciones ku ts'aik bey resultado jump'éel nucleación heterogénea yéetel u fragmentación le dendritas, ti' modo ti' le producto final ye'esik jump'éel refinamiento grano significativamente asab.
Ultrasónica ti' le cavitación ku beetik le humectación xan u impurezas ma' metálicas ti' le derretimiento. Le impurezas ku suutikuba'ob lu'umo'. lelo'oba' u nucleación,, le ti'its partida le solidificación. Tuméen le ti'its nucleación u por delante de le táan solidificación, tuméen ka'ansaj dendríticas ma' tukultik a.

Le ultrasonido intensa mejora le ba'ax u grano ti' le fundidos metálicos yéetel, tune', ku yáantik beetik yéetel le estándares calidad utia'al u fundición u presión.

Macroestructura ti' le aleación Ti ka' u Ts'a'akal ultrasónico. Le ultrasonicación ku ts'aik bey resultado jump'éel ba'ax u grano significativamente refinada.

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Le nanoestructuración ultrasónica ti' metales yéetel zeolitas u ti'al jump'éel láaka ma'alob efectiva producir catalizadores ka'anal rendimiento.

Andreeva-Bäumler, u le Universidad ti' Bayreuth, táan meyaj yéetel le ultrasonido UIP1000hdT ti' le nanoestructuración metales.

Táanil ultrasónicos yóok'ol le dureza Vicker ti' le aleación: le ultrasonicación mejora le microdureza Vickers ti' metal

Táanil ultrasónicos yóok'ol le dureza Vicker ti' le aleación: le ultrasonicación mejora le microdureza Vickers ti' metal
(xook yéetel gráfico: ©Ruirun et ti' le., 2017).

 
Fragmentación ti' le dendrita: Fusión le dendritas ku káaj ti' u mootsil debido a le aumento yéetel le segregación ku temperatura. Le sonicación genera jump'éel k'a'am convección (transferencia ooxoj tumen kaajil tu'ux juuch' jump'éel fluido) yéetel ondas choque ti' le juuch'o' fundida, ti' modo ti' le dendritas ku fragmentan. Le convección je'el xan u fragmentación le dendritas debido a le temperaturas locales extremas, bey je'el bix ti' le variaciones composición yéetel promueve le meyajo'ob le soluto. Le ondas choque cavitación ku yáantiko'ob le rotura le motos u derriten.

Desgasificación ultrasónica u aleaciones metálicas

Le desgasificación jach uláak' Páaybe'en efecto ultrasonidos ti' potencia ti' aleaciones ka metales líquidos, semi sólidos. Le cavitación acústica crea alternando baja presión leti' ka'anal presión ciclos. Ichil le ciclos baja presión, mejen burbujas u vacío u ku ts'áiko'ob ti' le líquido wa mezcla. Táan a burbujas u vacío tuukulo'ob bey núcleos utia'al u formación burbujas hidrógeno yéetel vapor. Debido a le formación nukuch burbujas hidrógeno, le burbujas gas u elevan. Flujo acústico yéetel streaming u wáantik u flotación le burbujas le superficie yéetel le derretimiento yo'olal u páajtal luk'ul Teeche' le gas yéetel u reduzca le concentración gases ti' le derretimiento.
Desgasificación ultrasónica reduce u porosidad le metal logrando bey asab densidad xooko'obo' tu xuul metal leti' producto le aleación.
Desgasificación ultrasónica u aleaciones aluminio na'akal u ts'ook muuk' extensible yéetel u ductilidad le. Sistemas ultrasonido potencia industrial ya'alik bey le utsil ichil uláak' métodos u desgasificación comerciales en cuanto a eficacia yéetel k'iinil procesamiento. Ba'axten otra parte, le tuukula' llenado u molde le mejorado debido a le baja viscosidad le derretimiento.
 

Le ultrasonicación mejora significativamente u resistencia u compresión le moldes metálicos yéetel, tune', le ma'alobil le metal.

Propiedades u compresión u Ti44Al6Nb1Cr2V yáanal ya'ab k'iino'oba' sonicación. Le sonicación mejora significativamente resistencia ti' le compresión.
(xook yéetel gráfico: ©Ruirun et ti' le., 2017).

Le sonotrodo cerámico BS4D22L3C u ti'al jump'éel sonotrodo yaabilajech yáax sonicar ts'a'abal ka'anal temperatura bey le aluminio fundido (je'ebix, yo'osal xa'ak'tik yéetel desgasificar). Meentik tumen Hielscher Ultrasonics

Le sonotrodo cerámico BS4D22L3C u ti'al jump'éel sonotrodo yaabilajech yáax sonicar ts'a'abal ka'anal temperatura bey le aluminio fundido (je'ebix, yo'osal xa'ak'tik yéetel desgasificar).

Efecto Sonocapillary ti' le filtración

Le efecto capilar ultrasónico ti' metales líquidos u ti'al le efecto impulsor tselik le inclusiones óxido ti' le filtración asistida tumen ultrasonidos u páajtal a fundidas. (Eskin et ti' le. 2014: 120ff.).
Filtración ku meyajtiko'ob utia'al u luk'ul Teeche' le impurezas ma' metálicas ti' le derretimiento. Ichil le filtración, le fusión ku yúuchul jejeláas mallas (e.g. láaj jo'ochiko'obe' vidrio) utia'al separar inclusiones ma' deseadas. Jach chichan le Buka'aj le malla, le utsil jach u resultado le filtración.
Yáanal condiciones náats'al, le derretimiento u máan juntúul filtro ka'atúul capas yéetel jump'éel Buka'aj poro jach estrecho u 0, 4-0, 4 mm. Ba'ale' yáanal filtración asistida tumen ultrasonidos u derretimiento táan habilitado máan le malla poros debido a efecto sonocapillary. Tu este caso, le tubos capilares ti' filtro retienen impurezas láayli' ma' metálicos u 1-10μm. Debido a le asab pureza ti' le aleación, ku evita le formación poros hidrógeno ti' le óxidos, tumen ku aumenta u resistencia u fatiga le aleación.
Eskin et ti' le (2014: 120ff.) u demostrado u filtración ultrasónica ku cha'antik purificar le aleaciones aluminio AA2024, AA7055 yéetel AA7075 yéetel filtros láaj jo'ochiko'obe' vidrio ya'abkach capas (yéetel jump'éel k'aas 9 capas) u 0,6×0.6mm malla poros. Ka le tuukula' u filtración ultrasónico ku combina yéetel le adición inoculantes, ku consigue jump'éel mejora simultánea u grano.

Refuerzo ultrasónico u aleaciones metálicas

Ultrasonidos le u demostrado utia'al ma'alob xoknáalo'obo' ti' le dispersión le nano partículas uniformemente ti' le mezclas. Tune', dispersores ultrasónicos le le nu'ukulil asab común utia'al u producir materiales compuestos reforzados yéetel nano.
Nano partículas (je'ebix, ti' le).2O3(Leti' siC, CNTs) ku utilizan bey xooko'obo' refuerzo. Le nano partículas u agregan u aleación a yéetel dispersadas yo'osal ultrasonidos. Le cavitación acústica yéetel streaming mejora le desaglomeración yéetel humectabilidad le partículas, ts'áaik tumen resultado jump'éel ma'alo'ob resistencia ti' le tracción, producción u muuk' yéetel elongación.

Dispositivo ultrasónico UIP2000hdT (2kW) yéetel Cascatrode

Nu'ukulil ultrasónico utia'al u aplicaciones

U kaambalil yo'osal le ultrasonido potencia ti' metalurgia k'a'abet sistemas ultrasónicos robustos yéetel confiables, ba'ax ku páajtal instalar ti' entornos exigentes. Hielscher Ultrasonics suministra nu'ukulo'ob ultrasónicos grado industrial yo'osal kaambal ti' aplicaciones ti' aal yéetel entornos talam. K ultrasonidos beta'aniko'ob utia'al meyaj le 24 horas k'iin, 7 k'iin ti' le k'iino'ob. Le kaambalilo'ob ultrasónicos u ka'anal potencia Hielscher ku combinan yéetel robustez, confiabilidad yéetel Buka'aj u ba'al u kaambalil yo'osal precisa.
Procesos exigentes – Bix u refinamiento le metal ku derrite – requieren le Buka'aj u ba'al u sonicación intensa. Le procesadores ultrasónicos industriales u Hielscher Ultrasonics ku ts'abal amplitudes jach altas. Le amplitudes tak 200 μm páajtal ejecutar uchik bix continua ti' funcionamiento 24 leti' 7. Utia'al amplitudes láayli' asab altas, u disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.
Utia'al u sonicación u líquido u jach ka'anal yéetel le temperaturas derretimiento, Hielscher k'u'ubul ya'ab Sonotrodos k'a'abetalo'ob personalizados utia'al asegurar ya'ala'al máaxo'ob máano'ob óptimos procesamiento.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento u aproximado k ultrasonicators:

Volumen lote Tasa flujo Dispositivos recomendados
10 u 2000mL 20 400 mL leti' min. UP200Ht, UP400St
0.1 ti' 20L 0.2 u 4 L leti' min UIP2000hdT
10 ti' 100L 2 10 L leti' min UIP4000
N.a. 10 100 L leti' min UIP16000
N.a. asab nojoch Cluster u UIP16000

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Béet meyaj le uláak' formulario, wa k'áato' solicitar a'alajil t'aan adicional yo'osal homogeneización ultrasónica. Yaan k encantados u ofrecer juntúul t.u.m ultrasónico u satisfacer le requerimientos.









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Literatura leti' referencias

  • 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.

Hechos u tojol le su'utalil K'ajóolt

Cavitación ka ultrasonidos potencia

Le ken u juntan ka'anal intensidad ondas ultrasónicas te' ts'a'abal wa lodos, le Uláak ba'al u le cavitación ku yaantal.
Ka'anal potencia, baja frecuencia ultrasonido causa formación burbujas cavitación te' ts'a'abal yéetel lodos bix controlada. Ondas ultrasonido intensos generan alterna baja presión leti' ciclos ka'anal presión ti' le líquido. Le rápidos cambios presión generan vacíos, le burbujas cavitación denominada. Inducida yo'osal ultrasonidos cavitación burbujas táan u béeytal u consideradas bey químico microreactores proporcionando altas temperaturas yéetel presiones ti' le escala microscópica, tu'ux tuukul a formación ba'alche'ob activas bey le radicales libres ti' le moléculas disueltas. Ti' le contexto u química le, le cavitación ultrasónica ti' le potencial k'áate' u ku catalizar reacciones ka'anal presión (500atm) yéetel ka'anal temperatura (tak 5000 k'uj) ka' jo'op' u le yaan macroscópico permanece naats' temperatura ambiente yéetel ambiente presión. (cf. Skorb, Andreeva 2013).
Le tratamientos ultrasónicos ku basan chuunil laat'a'an ti' le cavitacionales táanil. Utia'al le metalurgia, le sonicación jach jump'éel láaka jach ventajosa yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u fundición metales yéetel aleaciones.
Beyxan ti' kaambalilo'ob u Ts'a'akal fundiciones metálicas, le sonicación xan ku meyajtiko'ob ch'a'iko'ob nanoestructuras yéetel nanopatrones similares ti' esponjas ti' meyajo'ob metálicas sólidas bey titanio ka aleaciones. Táan a páajtal a titanio yéetel aleación ultrasónicamente nanoestructuradas muestran jump'éel nuxi' Buka'aj u ba'al bey implantes yéetel juntúul proliferación t'aan osteogénica mejorada. Lea asab yóok'ol le nanoestructuración ultrasónica ti' implantes titanio!

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