Refinamiento ultrasónico u metales fundidos
- Le ultrasonidos potencia ti' metales fundidos yéetel aleaciones muestran ya'ab táanil beneficiosos, bey le estructuración, le desgasificación yéetel u mejora le filtración.
- Le ultrasonicación favorece le solidificación ma' dendrítica ti' metales líquidos yéetel semisólidos.
- Le sonicación yaan u beneficios significativos ti' le refinamiento microestructural ti' dendríticos yéetel partículas intermetálicas u primarias.
- Ku ts'o'okole', le ultrasonidos potencia páajtal utilizar u intencionadamente utia'al u xu'ulsiko'ob u porosidad le metal wa utia'al producir ka'ansaj mesoporosas.
- Ba'axten último, ba'ale' ma' bey Páaybe'en, le ultrasonidos potencia mejoran le ma'alobil le páajtal a fundidas.
Solidificación ultrasónica u metales fundidos
Le formación ka'ansaj ma' dendríticas ichil le solidificación le fundiciones metálicas influye ti' le propiedades le xooko'obo' bey le resistencia, le ductilidad, le tenacidad yo'osal u chíikpajal ba'ax le dureza.
Nucleación ku grano alterada tumen 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 fundidas ku ts'aik kúuchil jump'éel nucleación heterogénea yéetel u fragmentación le dendritas, ti' modo ti' le producto final ye'esik jump'éel refinamiento grano significativamente asab.
Le cavitación ultrasónica ku beetik le humectación xan ti' le impurezas ma' metálicas u le juuch'o' fundida. Le impurezas ku suutikuba'ob lu'umo'. lelo'oba' u nucleación,, le ti'its partida le solidificación. Debido a u le ti'its nucleación táan por delante de le aktáan ti' solidificación, ma' u yaantal tuméen ka'ansaj dendríticas.
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.
Le Dra. Andreeva-Bäumler, u le Universidad ti' Bayreuth, táan meyaj yéetel le ultrasonido UIP1000hdT ti' le nanoestructuración metales.
Táanil ultrasónicos ti' le dureza le aleación Vicker: le ultrasonicación mejora le microdureza Vickers ti' le metal
Fragmentación dendritas: Le derretimiento le dendritas ku káaj ti' u moots debido a aumento ti' le temperatura ku yéetel le segregación. Le sonicación genera jump'éel k'a'am convección (transferencia ooxoj tuméen le kaajil tu'ux le juuch'o' 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 dendrita debido a le temperaturas locales extremas, bey je'el bix ti' le variaciones composición, ka promueve le meyajo'ob le soluto. Le ondas choque ti' le cavitación ku yáantiko'ob le rotura jaanta' ba'ax ku derriten.
Desgasificación ultrasónica u aleaciones metálicas
Le desgasificación jach uláak' efecto k'a'abéet ti' le ultrasonidos potencia ti' metales yéetel aleaciones líquidos yéetel semisólidos. Le cavitación acústica crea ciclos alternos u jo'osa'al yéetel ka'anal presión. Ichil le ciclos baja presión, ku ku ts'áiko'ob mejen burbujas u vacío ti' le líquido wa le suspensión. Táan a burbujas u vacío tuukulo'ob bey núcleos utia'al u formación burbujas hidrógeno yéetel vapor. Debido a le formación burbujas hidrógeno asab nukuch, le burbujas gas u elevan. Le flujo acústico yéetel le sáasilo' ku yáantiko'ob a burbujas floten ti' le superficie yéetel ken jóok'o'obe' ti', le juuch'o' fundida, ti' modo ti' le gas béeyak tselik u yéetel u reduzca le concentración gas ti' le juuch'o' fundida.
Le desgasificación ultrasónica reduce u porosidad le metal, logrando bey asab densidad xooko'obo' ti' le producto final ti' metal leti' aleación.
Le desgasificación ultrasónica ti' le aleaciones aluminio aumenta le wóolis resistencia ti' le tracción yéetel le ductilidad le. Le kaambalilo'ob ultrasonido potencia industrial le le ti' ichil uláak' métodos comerciales ti' desgasificación en cuanto a eficacia yéetel k'iinil procesamiento. Ku ts'o'okole', le tuukula' llenado le molde mejora debido a le menor viscosidad le juuch'o' fundida.
Propiedades compresivas u Ti444Al6Nb1Cr2V ti' ya'ab k'iino'oba' sonicación. Le sonicación mejora significativamente resistencia ti' le compresión.
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 sonocapilar ti' le filtración
Le efecto capilar ultrasónico ti' le metales ts'a'abal leti' le efecto impulsor utia'al tselik le inclusiones óxido ti' le filtración ti' le fundiciones asistida tumen ultrasonidos. (Eskin et ti' le. 2014: 120 yéetel ss.).
Le filtración ku meyajtiko'ob utia'al tselik le impurezas ma' metálicas u le juuch'o' fundida. Ichil le filtración, le juuch'o' fundida ku yúuchul tumen ya'abkach mallas (je'ebix, láaj jo'ochiko'obe' vidrio) utia'al u separar le inclusiones ma' deseadas. Buka'aj menor je'el le Buka'aj le malla, ma'alob yaan u resultado le filtración.
Tu condiciones náats'al, le juuch'o' fundida ma' u máan tuméen juntúul filtro ka'atúul capas yéetel jump'éel Buka'aj poro jach estrecho u 0,4-0,4 mm. Ba'ale' yáanal le filtración asistida tumen ultrasonidos, le juuch'o' fundida u máan tuméen le poros le malla debido a efecto sonocapilar. Tu este caso, le capilares le filtro retienen incluso impurezas ma' metálicas u 1 u 10 μm. 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: 120 yéetel ss.) séen demostrado ti' le filtración ultrasónica ku cha'antik purificar le aleaciones aluminio AA2024, AA7055 yéetel AA7075 utilizando filtros láaj jo'ochiko'obe' vidrio multicapa (yéetel tak 9 capas) yéetel 0,6×0Poros u malla.6 mm. Ka le tuukula' filtración ultrasónica combina yéetel le adición inoculantes, ku logra jump'éel refinamiento simultáneo ti' le grano.
Refuerzo ultrasónico u aleaciones metálicas
U ts'o'ok demostrado ka u ultrasonicación u ti'al jach xoknáalo'obo' dispersar nanopartículas u kin tuukul xan lodos. Tune', le dispersores ultrasónicos le le nu'ukulil asab común utia'al u producir compuestos nanorreforzados.
Nano partículas (p'el. ej., ti' le2O3/SiC, CNTs) ku utilizan bey xooko'obo' refuerzo. Le nanopartículas ku añaden ti' le aleación fundida yéetel u dispersan tumen ultrasonidos. Le cavitación acústica yéetel le flujo mejoran le desaglomeración yéetel u humectabilidad le partículas, ku resulta ti' jump'éel asab resistencia ti' le tracción, límite elástico yéetel alargamiento.
Nu'ukulo'ob ultrasónicos utia'al u aplicaciones pesadas
U kaambalil yo'osal le ultrasonidos potencia ti' le metalurgia k'a'abet sistemas ultrasonidos robustos yéetel fiables, ku páajtal instalar u tu entornos exigentes. Hielscher Ultrasonics suministra nu'ukulo'ob ultrasónicos grado industrial yo'osal kaambal ti' aplicaciones pesadas 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, fiabilidad yéetel Buka'aj u ba'al u kaambalil yo'osal precisa.
Procesos exigentes – Bey u refinado u metales fundidos – requieren le Buka'aj u ba'al ti' jump'éel 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' mayores, yaan disponibles sonotrodos ultrasónicos u personalizados.
Utia'al u sonicación u ts'a'abal yéetel fundidos temperaturas jach altas, Hielscher k'u'ubul ya'ab sonotrodos k'a'abetalo'ob personalizados utia'al u garantizar jump'éel ya'ala'al máaxo'ob máano'ob procesamiento óptimos.
Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos:
| Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| U 10 ti' 2000 ml | Ti' 20 u 400 ml leti' min | UP200Ht, UP400St |
| 0. 1 u 20L | 0. 2 u 4L leti' min | UIP2000hdT |
| U 10 u 100L | U 2 u 10 l leti' min | UIP4000 |
| n.d. | U 10 ti' 100 L leti' min | UIP16000 |
| n.d. | Mayor | Racimo u UIP16000 |
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Bibliografía 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.
Datos u tojol le su'utalil K'ajóolt
Ultrasonido potencia yéetel cavitación
Ka le ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad ku acoplan u ts'a'abal wa lodos, Uláak ba'al u cavitación Tuukul a.
Le ultrasonidos u ka'anal potencia yéetel baja frecuencia provocan formación burbujas cavitación te' ts'a'abal yéetel lodos bix controlada. Le ondas ultrasónicas intensas generan ciclos alternos u jo'osa'al leti' ka'anal presión ti' le líquido. Le rápidos cambios presión generan vacíos, le llamadas burbujas cavitación. Le burbujas ku cavitación inducidas tumen ultrasonidos páajtal considerar u bey microrreactores químicos u proporcionan altas temperaturas yéetel presiones escala microscópica, tu'ux ku yaantal le formación ba'alche'ob activas bey le radicales libres ichil moléculas disueltas. Ti' le contexto le química materiales, le cavitación ultrasónica ti' le potencial k'áate' u catalizar localmente reacciones ka'anal temperatura (tak 5000 k'uj) yéetel ka'anal presión (500atm), ka' jo'op' u le permanece macroscópicamente naats' le temperatura ambiente yéetel le presión ambiente. (cf. Skorb, Andreeva 2013).
Le tratamientos ultrasónicos ku basan chuunil laat'a'an ti' le táanil le cavitación. 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 le fundiciones metálicas, le sonicación xan ku meyajtiko'ob ch'a'iko'ob nanoestructuras esponjosas yéetel nanopatrones ti' meyajo'ob metálicas sólidas bey le titanio yéetel le aleaciones. Táan a páajtal a titanio yéetel aleación nanoestructuradas tumen ultrasonidos muestran jump'éel nuxi' Buka'aj u ba'al bey implantes yéetel jump'éel asab proliferación t'aan osteogénica. A wojeltik yóok'ol le nanoestructuración ultrasónica ti' implantes titanio.