Dégazage par ultrasons des métaux et du verre en fusion jusqu'à 1 800 °C

Dégazage par ultrasons de l'aluminium fondu

Le dégazage par ultrasons des alliages métalliques légers en fusion permet d'améliorer considérablement les propriétés des pièces moulées, notamment leur microstructure et leurs propriétés mécaniques. Récemment, de nouvelles améliorations apportées à cette technique grâce à une technologie ultrasonique exclusive offrent des avantages significatifs pour la coulée continue industrielle : une alternative au dégazage à l'argon, le remplacement des additifs classiques pour alliages mères et des améliorations substantielles de la microstructure. 

Affinage du grain par ultrasons dans l'aluminium fondu

Diverses techniques permettent d'améliorer la microstructure et d'affiner le grain des alliages d'aluminium, de magnésium, de zinc et de cuivre, par exemple. Il existe une forte corrélation entre la taille des grains et la température de coulée ; toutefois, des améliorations significatives peuvent être obtenues grâce au traitement ultrasonique. Deux mécanismes, dont la cavitation ultrasonique, contribuent à ce processus.

Lors de la phase de haute pression du processus de cavitation ultrasonique, l'implosion des bulles engendre des températures et des pressions localement élevées. Les températures peuvent dépasser 1 000 K et les pressions 400 MPa ; un refroidissement rapide s'ensuit. Ce processus de cavitation ultrasonique a un double effet : la formation de nombreux de nucléation induit une réduction de la taille des grains, et l'énergie générée détruit les structures dendritiques qui se formeraient autrement.

Traitement de micro-alliage par ultrasons des métaux légers comme l'aluminium fondu

Notre nouveau traitement par ultrasons en fusion d'alliages légers, comme l'aluminium, utilisant une fréquence de cavitation de 20 kHz, permet d'améliorer considérablement la microstructure des produits finaux. Combiné à un micro-alliage , ce procédé offre des résultats encore plus spectaculaires. Notre projet de micro-alliage par ultrasons, actuellement en cours, nous a déjà permis de créer des micro-alliages d'aluminium plus résistants que l'acier. 

Nos travaux indiquent que le micro-alliage assisté par ultrasons ouvre de nouvelles perspectives pour le développement des alliages automobiles de nouvelle génération.

Procédé de fusion du verre par ultrasons : économies d’énergie jusqu’à 20 % !

Il existe une forte corrélation entre la taille des bulles, la température de raffinage et la durée. En d'autres termes, les grosses bulles remontent plus vite que les petites ; des températures de raffinage plus élevées diminuent la viscosité du verre en fusion ; les bulles remontent plus rapidement lorsque la viscosité est plus faible. Ainsi, pour améliorer l'efficacité du processus de raffinage, il est souhaitable d'augmenter le diamètre des bulles et/ou de réduire la viscosité du verre en fusion. Comme nous le verrons, le raffinage par ultrasons permet d'augmenter la taille des bulles et de les éliminer efficacement sans avoir à augmenter la température du verre en fusion.