Przejdź do treści

Ultradźwiękowe odgazowanie stopionego aluminium

Cynk, magnez, miedź, mosiądz, brąz i stopy żelaza do 1 800° Celsjusza

Co to jest kawitacja ultradźwiękowa?

Obróbka ultradźwiękowa stopów metali może znacznie poprawić właściwości odlewów, w szczególności ich mikrostrukturę i właściwości mechaniczne. Ostatnio nowe udoskonalenia tej techniki z wykorzystaniem autorskiej technologii ultradźwiękowej przynoszą znaczące korzyści dla przemysłowego ciągłego odlewania, oferując alternatywę dla odgazowywania argonem, zastąpienie standardowych dodatków w postaci stopów macierzystych oraz znaczną poprawę mikrostruktury.

Zastosowana do cieczy, w tym wody i ciekłych metali, energia ultradźwiękowa może wywołać kawitację: powstawanie mikropecherzyków pary spowodowane szybkimi zmianami energii. Takie pęcherzyki, czyli pustki, powstają, gdy ciśnienie zostanie obniżone poniżej ciśnienia pary nasyconej fazy ciekłej, a następnie gwałtownie zapadają się lub implodują pod wysokim ciśnieniem, wytwarzając falę uderzeniową i rozpraszając znaczną energię.

Kawitacja jest wzmacniana, gdy obecne są centra nukleacji; zazwyczaj są to mikropęcherzyki i zanieczyszczenia.

Podczas odlewania aluminium i jego stopów obecność wodoru, zwykle w formie atomowej, może prowadzić do problemów z porowatością w produkcie końcowym. Aby temu zaradzić, często stosuje się proces odgazowania. W jednym z podejść, gaz obojętny, taki jak argon, jest wtryskiwany do stopu, tworząc pęcherzyki, do których wodór dyfunduje, tworząc wodór cząsteczkowy.

blog-details-img02 Odgazowywanie ultradźwiękowe stopionego aluminium

Niektóre wyniki:

    • Ulepszone homogenizowanie metalu, rozdrabnianie ziarna i mieszanie nowych stopów.
    • Doskonałe wyniki technologii odgazowywania ultradźwiękowego (defragmentacja i zwilżanie wtrąceń)
    • Doskonałe wyniki po wibrowaniu „w studzience’ pionowego odlewnika DC Wagstaff.
    • Doskonałe wyniki na linii ciągłego odlewania Bruno Presezzi.
    • Improved micro crystallization and alloy characteristics in casting.
    • Zmniejszenie tarcia między narzędziem (np. odlewanie, ciągnienie, wytłaczanie, formowanie).
    • Improved surface finish.

Zmniejszone koszty środowiskowe, poprawiona wydajność

Pęcherzyki gazu unoszą się na powierzchnię i są usuwane. Alternatywne podejście polega na poddaniu stopu działaniu obniżonego ciśnienia, ale oba procesy mają wady środowiskowe i ekonomiczne.

Podczas ultradźwiękowego odgazowywania stopionego aluminium, mikropęcherzyki powstające w cyklu niskiego ciśnienia stanowią jądra do tworzenia pęcherzyków wodoru. Zasadniczo wodór dyfunduje do tych pęcherzyków. Wspomagane przez wywołany ultradźwiękami przepływ akustyczny i strumieniowanie, pęcherzyki wodoru unoszą się na powierzchnię stopu i są usuwane.

Proces ten ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami, w tym niższe koszty środowiskowe i lepszą wydajność. Skuteczne odgazowywanie ultradźwiękowe stopionego aluminium zmniejsza porowatość odlewu, zwiększając zarówno wytrzymałość, jak i ciągliwość.