Gå direkte til indholdet

Ultralydsbaseret kornforfining i aluminiumslegeringer

Industriel ultralydsteknologi til kornforfining uden titanbor (TiB₂)

Ultralydsbaseret kornforfining under størkning

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

Under højtryksfasen i kavitationsprocessen medfører kollapsende bobler lokale høje temperaturer og tryk. Temperaturerne kan overstige 1000 K, mens trykket kan overstige 400 MPa; der forekommer desuden hurtige afkølingshastigheder. Dette har to virkninger: Der dannes mangekernedannelsessteder, hvilket fører til finere kornstørrelser, og den genererede energi ødelægger de dendritiske strukturer, der ellers ville dannes.  

 

Industriel kontinuerlig dobbeltvalsestøbning med ultralydsstøtte

Ved støbning med to valser omdannes smeltemassen til aluminiumsbånd, der senere skal koldvalses. Processen indebærer en række udfordringer, herunder især grove søjleformede korn, kemisk segregering i båndets midte, mikrostrukturelle gradienter og uhomogenitet.

Et gennembrud inden forindustrielultralydsbehandling af støbegodskan løse disse problemer. Især teknikken til kornforfining ved hjælp af ultralyd medfører en betydelig reduktion af kornstørrelsen,fjernelse af den centrale intermetalliske nål samt forbedret homogenitet. Desuden gør processen argonafgasning overflødig.

in-sump-degassing-dc-caster Ultralydsbaseret kornforfining i aluminiumslegeringer

Konklusion:

Ultralydsafgasning og kornforfining i aluminiumslegeringer byder på en række fordele i forhold til konventionelle metoder, idet de medfører betydelige forbedringer af slutprodukternes egenskaber samt lavere omkostninger og mindre miljøpåvirkning.

Resultater og anvendelser:

  • Forbedret homogenisering af metal, kornforfining og blanding af nye legeringer.
  • Fremragende resultater ved ultralydsafgasning (opbrydning af fragmenter og befugtede indeslutninger)
  • Fremragende resultater efter vibrering »i sumpen« på en lodret Wagstaff DC-støbemaskine.
  • Fremragende resultater på en kontinuerlig støbelinje fra Bruno Presezzi.
  • Forbedret mikrokrystallisering og legeringsegenskaber ved støbning.
  • Reduktion af friktionen mellem et værktøj (f.eks. støbning, trækning, ekstrudering, formning).
  • Forbedret overfladefinish.