Ultrasoon ontgassen van gesmolten metalen en gesmolten glas tot 1800 °C

Ultrasone ontgassing in gesmolten aluminium

Ultrasone ontgassing van gesmolten lichtmetalen kan de eigenschappen van gietstukken aanzienlijk verbeteren, met name de microstructuur en de mechanische eigenschappen. Recent ontwikkelde verfijningen van de techniek met behulp van gepatenteerde ultrasone technologie bieden aanzienlijke voordelen voor industrieel continu gieten. Ze vormen een alternatief voor ontgassing met argon, vervangen standaard toevoegingen aan de moederlegering en zorgen voor een substantiële verbetering van de microstructuur. 

Ultrasone korrelverfijning in gesmolten aluminium

Er zijn diverse technieken beschikbaar voor het verbeteren van de microstructuur en korrelverfijning inbijvoorbeeld aluminium-, magnesium-, zink- en koperlegeringen. Er bestaat een sterke correlatie tussen korrelgrootte en giettemperatuur; echter, aanzienlijke verbeteringen kunnen worden bereikt met behulp van ultrasone behandeling. Twee mechanismen, waaronder het ultrasone cavitatieproces, dragen bij aan dit proces.

Tijdens de hogedrukcyclus van het ultrasone cavitatieproces leiden imploderende bellen tot plaatselijk hoge temperaturen en drukken. De temperaturen kunnen oplopen tot meer dan 1000 K, terwijl de drukken meer dan 400 MPa kunnen bedragen; er treden ook snelle afkoelingssnelheden op. De effecten van dit ultrasone cavitatieproces zijn tweeledig: er worden veel kiemvormingspunten gevormd, wat leidt tot fijnere korrelgroottes, en de gegenereerde energie vernietigt dendritische structuren die anders zouden ontstaan.

Ultrasone micro-legeringsbehandeling in lichte metalen zoals gesmolten aluminium

Onze nieuwe ultrasone smeltbehandeling van lichtmetalen zoals aluminium met een cavitatiefrequentie van 20 kHz kan de microstructuur van de eindproducten radicaal verbeteren . In combinatie met microlegering zijn de resultaten echter nog indrukwekkender. Ons lopende ultrasone microlegeringsproject heeft ons al in staat gesteld aluminium microlegeringen te produceren die sterker zijn dan staal. 

Ons onderzoek wijst uit dat ultrasoon ondersteund micro-legeringsproces nieuwe mogelijkheden biedt voor de ontwikkeling van de volgende generatie auto-legeringen.

Energiebesparing tot wel 20% met het ultrasone smeltglasproces !

Er bestaat een sterke correlatie tussen de grootte van de bellen, de raffinagetemperatuur en de tijd. Simpel gezegd: grotere bellen stijgen sneller dan kleinere bellen; hogere raffinagetemperaturen verlagen de viscositeit van het gesmolten glas; bellen stijgen sneller wanneer de viscositeit lager is. Om de efficiëntie van het raffinageproces te verbeteren, willen we dus de diameter van de bellen vergroten en/of de viscositeit van het gesmolten glas verlagen. Zoals we zullen zien, stelt ultrasoon raffineren ons in staat om de grootte van de bellen te vergroten en bellen efficiënt te verwijderen zonder de temperatuur van het gesmolten glas.