- Odgazowywanie ultradźwiękowe stopionych metali o temperaturze do 2 300 °C oraz stopionego szkła
- Od poniedziałku do piątku: 09:00–19:00
- Sialon Ceramics Aps – Østerbrogade 226, lokal tv. – 2100 Kopenhaga – Dania
Cynk, magnez, miedź, mosiądz, brąz oraz stopy żelaza w temperaturze do 1 800° Celsjusza
Czym jest kawitacja ultradźwiękowa?
Obróbka ultradźwiękowa stopionych metali może znacznie poprawić właściwości odlewów, a w szczególności ich mikrostrukturę i właściwości mechaniczne. W ostatnim czasie udoskonalenia tej techniki, oparte na zastrzeżonej technologii ultradźwiękowej, przynoszą znaczące korzyści w przemysłowym odlewaniu ciągłym, stanowiąc alternatywę dla odgazowywania argonem, umożliwiając zastąpienie standardowych dodatków do stopów macierzystych oraz zapewniając znaczną poprawę mikrostruktury.
W niniejszym artykule przyjrzymy się mechanizmom leżącym u podstaw oddziaływań ultradźwięków z ciekłym metalem, a w szczególności ich zastosowaniu w odgazowywaniu ultradźwiękowym i spienianiu ziaren. Na koniec pokrótce omówimy naszą technologię ultradźwiękową w kontekście jej zastosowania w przemysłowym odlewaniu ciągłym.
W przypadku cieczy, w tym wody i metali w stanie ciekłym, energia ultradźwiękowa może wywoływać kawitację: tworzenie się mikropęcherzyków pary spowodowane gwałtownymi zmianami energii. Takie pęcherzyki, czyli puste przestrzenie, powstają, gdy ciśnienie spadnie poniżej ciśnienia nasyconej pary fazy ciekłej, a następnie gwałtownie zapadają się lub ulegają implozji pod wpływem wysokiego ciśnienia, wytwarzając falę uderzeniową i rozpraszając znaczną ilość energii.
Kawitacja ulega wzmocnieniu w obecności ośrodków nukleacji; zazwyczaj są to mikropęcherzyki i zanieczyszczenia.
Podczas odlewania aluminium i jego stopów obecność wodoru, zazwyczaj w postaci atomowej, może powodować problemy z porowatością produktu końcowego. Aby temu zaradzić, często stosuje się proces odgazowywania. W jednym z rozwiązań do stopu wtryskuje się gaz obojętny, taki jak argon, co powoduje tworzenie się pęcherzyków, do których dyfunduje wodór, tworząc wodór cząsteczkowy.
Niektóre wyniki:
- Lepsza homogenizacja metalu, rozdrobnienie ziarna oraz mieszanie nowych stopów.
- Doskonałe wyniki uzyskane dzięki technologii odgazowywania ultradźwiękowego (rozbijanie i zwilżanie wtrąceń)
- Doskonałe wyniki po wibracji „w misie” pionowej odlewnicy Wagstaff DC.
- Doskonałe wyniki osiągnięte na linii do odlewania ciągłego firmy Bruno Presezzi.
- Poprawa mikrokristalizacji i właściwości stopu w odlewaniu.
- Zmniejszenie tarcia między narzędziem a obrabianym elementem (np. podczas odlewania, ciągnienia, wytłaczania, formowania).
Lepsze wykończenie powierzchni.
Niższe koszty środowiskowe, większa wydajność
Pęcherzyki gazu unoszą się na powierzchnię i są z niej usuwane. Alternatywnym rozwiązaniem jest poddanie stopu działaniu obniżonego ciśnienia, jednak oba procesy wiążą się z wadami zarówno pod względem środowiskowym, jak i ekonomicznym.
Podczas odgazowywania stopionego aluminium za pomocą ultradźwięków mikropęcherzyki powstające w cyklu niskiego ciśnienia stanowią ogniska tworzenia się pęcherzyków wodoru. Zasadniczo wodór dyfunduje do tych pęcherzyków. Dzięki przepływowi akustycznemu i prądom indukowanym ultradźwiękami pęcherzyki wodoru unoszą się na powierzchnię stopu i są z niej usuwane.
Proces ten ma wiele zalet w porównaniu z metodami tradycyjnymi, w tym mniejszy wpływ na środowisko i większą wydajność. Skuteczne odgazowaniestopionego aluminium za pomocą ultradźwiękówzmniejsza porowatość odlewu, zwiększając zarówno jego wytrzymałość, jak i plastyczność.