コンテンツへスキップ

溶融アルミニウムの超音波脱ガス

亜鉛、マグネシウム、銅、真鍮、青銅、および1,800°Cまでの鉄系合金

What is Ultrasonic Cavitation?

金属溶湯の超音波処理 は、鋳物の特性、特にその微細組織と機械的特性を大幅に向上させることができます。最近では、独自の超音波技術を用いたこの手法の新たな改良により、工業用連続鋳造に大きな利点がもたらされ、アルゴン脱ガスの代替、標準的なマスターアロイ添加剤の置き換え、および微細組織の大幅な改善を提供しています。

ここでは、その根底にあるメカニズムについて考察します。 超音波 と溶融金属の相互作用、特に超音波脱ガスと結晶粒微細化への応用について見ていきます。最後に、工業用連続鋳造に適用した当社の超音波技術について簡単に説明します。 

水や液体金属を含む液体に超音波エネルギーを適用すると、キャビテーションを誘発できます。これは、急激なエネルギー変化によって引き起こされる蒸気の微小気泡の形成です。このような気泡(または空洞)は、圧力が液相の飽和蒸気圧以下に低下すると発生し、その後、高圧下で急速に崩壊または潰滅し、衝撃波を生み出してかなりのエネルギーを散逸させます。.

核形成中心が存在するとキャビテーションが促進されます。典型的には、これらは微小気泡や不純物です。.

アルミニウムおよびその合金を鋳造する際、通常は原子状で存在する水素が、最終製品に気孔率の問題を引き起こす可能性があります。これを克服するために、脱ガス処理がしばしば採用されます。一つの方法として、アルゴンなどの不活性ガスを溶湯に注入して気泡を形成し、その気泡内に水素が拡散して分子状水素を形成します。.

ブログ詳細画像02 超音波脱ガス 溶融アルミニウム

いくつかの結果:

    • 改善された金属 均質化、結晶粒微細化、および新合金の混合。
    • 優れた超音波脱ガス技術の結果(脱凝集および濡れ性のある介在物)
    • 垂直型Wagstaff DCキャスターの「サンプ内」での振動後、優れた結果が得られました。.
    • Bruno Presezzi連続鋳造ラインで優れた結果が得られました。.
    • 鋳造における微結晶化と合金特性の向上。.
    • 工具間の摩擦低減(例:鋳造、引き抜き、押出、成形)。.
    • 表面仕上げの改善。.

環境コストの削減、効率の向上

ガス気泡は表面に上昇して排出されます。別のアプローチとして、溶湯を減圧にさらす方法もありますが、どちらのプロセスも環境的および経済的な欠点があります。.

溶融アルミニウムの超音波脱ガス中、低圧サイクル中に形成されるマイクロバブルは、水素気泡の形成のための核を提供します。本質的に、水素はこれらの気泡に拡散します。超音波によって誘起される音響流とストリーミングの助けを借りて、水素気泡は溶湯表面に上昇し、排出されます。.

このプロセスは、環境コストの削減と効率の向上を含め、従来の方法に比べて多くの利点があります。効果的に 超音波脱ガス を溶融アルミニウムに施すことで、鋳物の気孔率が低減し、強度と延性の両方が向上します。