Ultralydsafgasning i smeltede metaller & smeltet glas op til 1.800° C

Ultrasonisk afgasning i smeltet aluminium

Ultrasonisk afgasningsbehandling af letmetal-smelter kan væsentligt forbedre støbegodsets egenskaber, især deres mikrostruktur og mekaniske egenskaber. For nylig har nye forbedringer af teknikken ved hjælp af proprietær ultralydsteknologi givet betydelige fordele for industriel kontinuerlig støbning, hvilket tilbyder et alternativ til argongasafgasning, erstatning af standard tilsætningsstoffer og væsentlige forbedringer af mikrostrukturen. 

Ultrasonisk kornforfining i smeltet aluminium

Der findes forskellige teknikker til at forbedre mikrostrukturen og kornforfining i aluminiumslegeringer, magnesium, zink, kobber for eksempel, der er en stærk sammenhæng mellem kornstørrelse og støbetemperatur; dog kan der opnås betydelige forbedringer ved hjælp af ultrasonisk behandling. To mekanismer, herunder ultrasonisk kavitationsproces, bidrager til denne proces.

Under højtrykscyklussen i den ultrasoniske kavitationsproces resulterer kollapsende bobler i lokaliserede høje temperaturer og tryk. Temperaturer kan overstige 1000 K, mens tryk kan overstige 400 MPa; der forekommer også hurtige afkølingshastigheder. Virkningerne af denne ultrasoniske kavitationsproces er todelte: mange nukleations steder dannes, hvilket inducerer finere kornstørrelser, og de genererede energier ødelægger dendritiske strukturer, der ellers ville dannes.

Ultralydsbehandling med mikro-legering i letmetaller som smeltet aluminium

Vores nye ultralydsbehandling af smelter af letmetaller som aluminiumsmelter ved en kavitationsfrekvens på 20 kHz kan radikalt forbedre mikrostrukturen i slutprodukterne. Men når det kombineres med mikrolegering, bliver resultaterne endnu mere dramatiske. Vores igangværende ultralyds-mikrolegeringsprojekt har allerede gjort det muligt for os at skabe aluminiumsmikrolegeringer, der er stærkere end stål.

Vores arbejde viser, at ultralydsassisteret mikrolegering åbner nye veje til udviklingen af næste generations billegemer.

Der er en stærk sammenhæng mellem boblestørrelse, raffinerings temperatur og tid. Kort sagt stiger større bobler hurtigere end mindre bobler; højere raffinerings temperaturer reducerer viskositeten af det smeltede glas; bobler stiger hurtigere, når viskositeten er lavere. For at forbedre effektiviteten af raffineringsprocessen ønsker vi derfor at øge boblediameteren og/eller reducere viskositeten af det smeltede glas. Som vi vil se, giver ultralydsraffinering os mulighed for at øge boblestørrelsen og fjerne bobler effektivt uden at skulle hæve temperaturen på det smeltede glas.