- 최대 2,300°C의 용융 금속 및 용융 유리에 대한 초음파 탈기
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용융 알루미늄의 초음파 탈가스
용융 알루미늄의 초음파 탈가스
아연, 마그네슘, 구리, 황동, 청동 및 철계 합금 (최대 1,800°C)
초음파 캐비테이션이란 무엇인가요?
용융 금속에 초음파 처리를 적용하면 주조품의 특성, 특히 미세구조와 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 최근, 독자적인 초음파 기술을 활용한 이 기법의 새로운 개선 사항은 산업용 연속 주조 분야에 상당한 이점을 제공하며, 아르곤 탈기 공정의 대체 방안이 될 뿐만 아니라 표준 마스터 합금 첨가제의 대체 및 미세구조의 상당한 개선을 가능하게 합니다.
여기서는 초음파와 액체 금속 간의 상호작용을 뒷받침하는 메커니즘, 특히 이것이 초음파 탈기 및 결정립 미세화에 어떻게 적용되는지 살펴보겠습니다. 마지막으로, 산업용 연속 주조에 적용된 당사의 초음파 기술에 대해 간략히 살펴보겠습니다.
물과 액체 금속을 포함한 액체에 초음파 에너지를 가하면, 급격한 에너지 변화로 인해 증기의 미세 기포가 형성되는 현상인 캐비테이션이 일어날 수 있습니다. 이러한 기포 또는 공극은 압력이 액상 상태의 포화 증기압 이하로 낮아졌을 때 발생하며, 이후 고압 하에서 급격히 붕괴되거나 내파되면서 충격파를 발생시키고 상당한 에너지를 소산시킵니다.
핵생성 중심이 존재할 경우 캐비테이션이 강화되는데, 일반적으로 이러한 핵생성 중심은 미세 기포와 불순물입니다.
알루미늄 및 그 합금을 주조할 때, 대개 원자 형태의 수소가 존재하면 최종 제품에 기공 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 종종 탈가스 공정이 사용된다. 한 가지 방법으로는 아르곤과 같은 불활성 가스를 용융물에 주입하여 기포를 형성하고, 수소가 이 기포로 확산되어 분자 수소를 생성하도록 하는 것이다.
일부 결과:
- 신규 합금의 금속 균질화, 결정립 미세화 및 혼합 성능이 향상되었습니다.
- 뛰어난 초음파 탈기 기술 성과 (결함 분해 및 함침된 내포물)
- 수직형 Wagstaff DC 주조기의 ‘섬프’에서 진동 처리를 실시한 후 탁월한 결과를 얻었습니다.
- 브루노 프레세치(Bruno Presezzi) 연속 주조 라인에서 탁월한 성과를 거두었습니다.
- 주조 시 미세 결정화 및 합금 특성의 개선.
- 공구(예: 주조, 인발, 압출, 성형) 간의 마찰 감소.
표면 마감 품질이 향상되었습니다.
환경 비용 절감, 효율성 향상
가스 기포가 수면으로 떠오르며 배출됩니다. 또 다른 방법은 용융물을 감압 상태에 두는 것이지만, 두 과정 모두 환경적·경제적 단점이 있습니다.
용융 알루미늄의 초음파 탈기 과정에서, 저압 주기 중에 형성되는 미세 기포는 수소 기포가 생성되는 핵 역할을 합니다. 기본적으로 수소는 이러한 기포로 확산됩니다. 초음파에 의해 유발된 음향 유동과 스트리밍의 도움으로, 수소 기포는 용융물 표면으로 상승하여 배출됩니다.
이 공정은 환경적 부담을 줄이고 효율을 높이는 등 기존 방식에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 용융 알루미늄에 초음파 탈기 처리를효과적으로 실시하면 주물의 기공률을 낮춰 강도와 연성을 모두 향상시킬 수 있습니다.