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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、および鉄合金(最高1,800℃まで)

超音波キャビテーションとは何ですか?

金属溶融物の超音波処理は、 鋳造品の特性、特に微細構造と機械的特性を大幅に向上させることができます。近年、独自の超音波技術を用いたこの技術の新たな改良により、工業用連続鋳造において大きなメリットがもたらされ、アルゴン脱ガスに代わる方法、標準的なマスターアロイ添加剤の代替、そして微細構造の大幅な改善が実現されています。

ここでは、超音波と溶融金属の相互作用の根底にあるメカニズム、特にそれが超音波脱ガスと結晶粒微細化にどのように適用されるかについて考察します。最後に、工業用連続鋳造に適用された当社の超音波技術について簡単に紹介します。

水や液体金属などの液体に超音波エネルギーを照射すると、キャビテーション(急激なエネルギー変化によって発生する蒸気の微小気泡)が誘発される。このような気泡、すなわち空隙は、圧力が液相の飽和蒸気圧以下に低下した際に発生し、その後、高圧下で急速に崩壊または内破し、衝撃波を発生させて相当量のエネルギーを放出する。.

キャビテーションは、核生成中心が存在する場合に促進される。一般的に、これらの核生成中心は微小気泡や不純物である。.

アルミニウムとその合金を鋳造する際、通常は原子状の水素が存在すると、最終製品に気孔が生じるという問題が生じる。これを克服するために、脱ガス処理がしばしば用いられる。その方法の一つとして、アルゴンなどの不活性ガスを溶融金属に注入して気泡を形成させ、その中に水素が拡散して分子状水素を生成するという方法がある。.

ブログ詳細画像02 溶融アルミニウムの超音波脱ガス

結果の一部:

    • 金属の 均質化、結晶粒微細化、および新規合金の混合性の向上。
    • 超音波脱気技術による優れた結果(破片除去および濡れ性介在物除去)
    • Wagstaff社製垂直型DCキャスターの「オイルパン」内で振動処理を行ったところ、非常に良好な結果が得られました。.
    • ブルーノ・プレゼッツィ社の連続鋳造ラインで素晴らしい結果が得られました。.
    • 鋳造時の微細結晶化と合金特性の改善。.
    • 工具間の摩擦低減(例:鋳造、絞り加工、押出成形、成形)。.
    • 表面仕上げが向上しました。.

環境コストの削減、効率性の向上

気泡となって表面に上昇し、排出される。別の方法としては、溶融物に減圧をかける方法もあるが、どちらの方法にも環境面および経済面での欠点がある。.

溶融アルミニウムの超音波脱ガス処理において、低圧サイクル中に形成される微小気泡は、水素気泡形成の核となる。水素はこれらの気泡へと拡散する。超音波によって誘発される音響流と流れの助けを借りて、水素気泡は溶融金属表面に上昇し、排出される。.

このプロセスは、従来の方法に比べて環境負荷の低減や効率の向上など、多くの利点があります。溶融アルミニウムを超 音波脱ガスする 、鋳造品の気孔率を低減し、強度と延性の両方を向上させることができます。