Langsung ke isi

Mikro-pengaloyan aluminium dengan gelombang ultrasonik

Beranda
Mikro-pengaloyan aluminium dengan gelombang ultrasonik

Kami mengembangkan paduan aluminium baru yang memiliki sifat seperti baja.

Aluminium cair yang diberi paduan mikro secara ultrasonik

Teknik perlakuan lelehan aluminium dengan ultrasonik yang kami kembangkan, yang menggunakan frekuensi kavitasi 20 kHz, dapat secara drastis meningkatkan mikrostruktur produk akhir. Namun, bila dikombinasikan dengan mikro-aloying, hasilnya bahkan lebih menakjubkan. Proyek mikro-aloying ultrasonik yang sedang kami jalankan telah memungkinkan kami menciptakan paduan aluminium mikro yang lebih kuat daripada baja.

Penelitian kami menunjukkan bahwa proses mikro-pengaloyan yang dibantu ultrasonik membuka jalan baru bagi pengembangan paduan logam otomotif generasi berikutnya.

Sejak awal abad ke-20, berbagai paduan aluminium alternatif telah dikembangkan dan digunakan dalam berbagai bidang aplikasi, termasuk industri dirgantara, otomotif, dan kelautan. Ketersediaan yang melimpah, bobot yang ringan, dan keserbagunaan aluminium telah menjadikannya logam yang paling banyak digunakan kedua setelah baja, dan kekuatan beberapa paduan aluminium setara dengan baja konstruksi.

Meskipun paduan aluminium alternatif memiliki beragam sifat, upaya untuk meningkatkan kinerjanya—baik untuk aplikasi yang sudah ada maupun yang sedang berkembang—terus dilakukan.

Mikro-aloying Mikro-aloying aluminium dengan ultrasonik

Dalam beberapa tahun terakhir, telah dicapai banyak kemajuan dalam upaya meningkatkan kekuatan, keuletan, dan sifat-sifat lain dari paduan aluminium melalui pengendalian mikrostrukturnya. Pengerasan dengan penuaan, pengondisian lelehan, penyempurnaan butir dengan gelombang ultrasonik, dan penambahan mikro-paduan merupakan contoh dari pendekatan-pendekatan tersebut.

Di sini kita akan membahas mikroaloying, dengan fokus pada apa itu mikroaloying dan manfaat potensialnya. Selanjutnya, kita akan memperkenalkan proses baru dan menarik berupa mikroaloying berbantuan ultrasonik, serta bagaimana proses ini telah berkontribusi pada pengembangan terbaru kami berupa paduan aluminium mikro dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada baja. 

project-details-img02 Penambahan paduan mikro pada aluminium dengan metode ultrasonik

Aluminium dengan mikro-paduan yang dibantu ultrasonik

Aluminium mikro-paduan adalah jenis paduan aluminium yang mengandung unsur-unsur paduan dalam jumlah jejak, yang biasanya ditambahkan untuk memperhalus struktur butir dan meningkatkan sifat-sifat produk akhir. Umumnya, konsentrasi unsur-unsur mikro-paduan tersebut kurang dari 1% dan seringkali jauh lebih rendah. Paduan-paduan semacam ini dapat menunjukkan kekuatan yang luar biasa serta sifat-sifat unggul lainnya, sehingga memiliki aplikasi praktis sebagai komponen struktural di industri dirgantara maupun otomotif.

Kekuatan Kavitasi

Kekuatan tarik yang tinggi pada mikro-paduan ini disebabkan oleh endapan berskala nano yang terbentuk di dalam matriks, yang dapat dikendalikan dengan penambahan unsur-unsur mikro-paduan tertentu dalam skala nano. Dampak dari proses mikro-paduan ini sangat luas dan meliputi:

  • Pembentukan senyawa intermetalik yang stabil yang dapat memperhalus ukuran butir
  • Interaksi dengan batas butir yang dapat meningkatkan atau mengurangi kerapuhan antarkristal
  • Modifikasi morfologi fase sekunder di dalam matriks untuk meningkatkan sifat mekanis dan sifat pengerasan akibat penuaan
  • Modifikasi urutan presipitasi yang menghasilkan penyempurnaan struktur butiran yang lebih baik

Unsur-unsur mikroaloi dalam jumlah jejak umumnya meliputi Ag, Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr, dan Sn. Meskipun aspek metalurgi dan kimia dari penambahan unsur-unsur ini telah diteliti dan didokumentasikan secara mendalam, masih banyak hal yang perlu dipelajari, dan kemajuan baru terus bermunculan.

Menambahkan unsur-unsur jejak

Praktik umum dalam proses mikro-aloyasi adalah dengan memasukkan unsur-unsur jejak melalui penambahan ingot aluminium yang hanya mengandung beberapa persen unsur aloyasi ke dalam cairan logam dalam jumlah besar. Jumlah dopan yang diperlukan dicapai dengan mengontrol tingkat pengenceran secara cermat.

Pendekatan alternatifnya adalah metalurgi serbuk dengan mikroaloyasi. Proses ini melibatkan pengepresan isostatik, sintering, dan ekstrusi. Dalam hal ini, proses mikroaloyasi dikendalikan oleh difusi.

Meskipun proses-proses ini telah diterapkan secara luas, proses tersebut tetap sulit untuk dioptimalkan dan dikendalikan.