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Desgasificación ultrasónica de aluminio fundido

Zinc, magnesio, cobre, latón, bronce y aleaciones ferrosas hasta 1800 °C

¿Qué es la cavitación ultrasónica?

El tratamiento ultrasónico de metales fundidos puede mejorar sustancialmente las propiedades de las piezas fundidas, en particular, su microestructura y propiedades mecánicas. Recientemente, las nuevas mejoras de esta técnica, mediante tecnología ultrasónica patentada, ofrecen importantes beneficios para la colada continua industrial, proporcionando una alternativa a la desgasificación con argón, la sustitución de los aditivos estándar de aleación maestra y mejoras sustanciales en la microestructura.

Aquí analizaremos los mecanismos que rigen ultrasónicas de metales líquidos, en particular su aplicación a la desgasificación y el refinamiento de grano mediante ultrasonidos. Finalmente, examinaremos brevemente nuestra tecnología ultrasónica aplicada a la colada continua industrial. 

Aplicada a líquidos como el agua y los metales líquidos, la energía ultrasónica puede inducir cavitación: la formación de microburbujas de vapor causada por cambios rápidos de energía. Estas burbujas, o cavidades, se producen cuando la presión se reduce por debajo de la presión de vapor saturado de la fase líquida, para luego colapsar o implosionar rápidamente bajo alta presión, generando una onda de choque y disipando una cantidad considerable de energía.

La cavitación se ve potenciada por la presencia de centros de nucleación; normalmente, estos son microburbujas e impurezas.

Durante la fundición de aluminio y sus aleaciones, la presencia de hidrógeno, generalmente en forma atómica, puede provocar problemas de porosidad en el producto final. Para solucionar esto, se suele emplear un proceso de desgasificación. En un método, se inyecta un gas inerte, como el argón, en el metal fundido, formando burbujas en las que el hidrógeno se difunde, convirtiéndose en hidrógeno molecular.

blog-details-img02 Desgasificación ultrasónica de aluminio fundido

Algunos resultados:

    • Mejora de la homogeneización, el refinamiento del grano y la mezcla de nuevas aleaciones.
    • Excelentes resultados de la tecnología de desgasificación ultrasónica (desfragmentación e inclusiones humedecidas)
    • Excelentes resultados tras la vibración "en el cárter" de una rueda giratoria vertical Wagstaff DC.
    • Excelentes resultados en una línea de colada continua de Bruno Presezzi.
    • Mejora de la microcristalización y de las características de la aleación en la fundición.
    • Reducción de la fricción entre una herramienta (por ejemplo, fundición, trefilado, extrusión, moldeo).
    • Acabado superficial mejorado.

Coste medioambiental reducido, mayor eficiencia

Las burbujas de gas ascienden a la superficie y son expulsadas. Un método alternativo consiste en someter el material fundido a presión reducida, pero ambos procesos presentan inconvenientes ambientales y económicos.

Durante la desgasificación ultrasónica del aluminio fundido, las microburbujas que se forman durante el ciclo de baja presión sirven de núcleos para la formación de burbujas de hidrógeno. Básicamente, el hidrógeno se difunde hacia estas burbujas. Gracias al flujo acústico inducido por ultrasonidos, las burbujas de hidrógeno ascienden a la superficie del metal fundido y son expulsadas.

Este proceso ofrece numerosas ventajas respecto a los métodos tradicionales, como la reducción del impacto ambiental y una mayor eficiencia. La desgasificación ultrasónica del aluminio fundido reduce eficazmente la porosidad de la pieza fundida, aumentando así su resistencia y ductilidad.