Chuyển thẳng đến nội dung

Khử khí bằng sóng siêu âm cho nhôm nóng chảy

Trang chủ
Khử khí bằng sóng siêu âm trong nhôm nóng chảy

Kẽm, magiê, đồng, đồng thau, đồng đỏ và các hợp kim sắt ở nhiệt độ lên đến 1.800° Celsius

Cavitation siêu âm là gì?

Việc xử lý kim loại nóng chảy bằng sóng siêu âm có thể cải thiện đáng kể các tính chất của vật đúc, đặc biệt là cấu trúc vi mô và tính chất cơ học của chúng. Gần đây, những cải tiến mới trong kỹ thuật này nhờ ứng dụng công nghệ sóng siêu âm độc quyền đã mang lại những lợi ích đáng kể cho quá trình đúc liên tục trong công nghiệp, đồng thời cung cấp một giải pháp thay thế cho quá trình khử khí bằng argon, thay thế các chất phụ gia trong hợp kim mẫu tiêu chuẩn và cải thiện đáng kể cấu trúc vi mô.

Trong phần này, chúng ta sẽ tìm hiểu các cơ chế cơ bản chi phối các tương tác giữa kim loại lỏng và sóng siêu âm, đặc biệt là cách thức chúng được ứng dụng trong quá trình khử khí bằng sóng siêu âm và tinh chỉnh cấu trúc hạt. Cuối cùng, chúng ta sẽ điểm qua công nghệ sóng siêu âm của chúng tôi khi được áp dụng trong quá trình đúc liên tục công nghiệp. 

Khi được áp dụng lên các chất lỏng, bao gồm cả nước và kim loại lỏng, năng lượng siêu âm có thể gây ra hiện tượng xâm thực: sự hình thành các bọt khí siêu nhỏ do những thay đổi nhanh chóng về năng lượng. Những bọt khí này, hay còn gọi là các khoảng trống, xuất hiện khi áp suất giảm xuống dưới áp suất hơi bão hòa của pha lỏng, sau đó nhanh chóng sụp đổ hoặc nổ tung dưới áp suất cao, tạo ra sóng xung kích và giải phóng một lượng năng lượng đáng kể.

Hiện tượng xâm thực được tăng cường khi có sự hiện diện của các trung tâm hình thành bọt; thông thường, đó là các bọt siêu nhỏ và tạp chất.

Trong quá trình đúc nhôm và các hợp kim của nó, sự hiện diện của hydro — thường ở dạng nguyên tử — có thể gây ra các vấn đề về lỗ rỗng trong sản phẩm thành phẩm. Để khắc phục điều này, người ta thường áp dụng quy trình khử khí. Theo một phương pháp, khí trơ như argon được bơm vào vật liệu nóng chảy, tạo thành các bọt khí mà hydro khuếch tán vào đó, từ đó hình thành hydro phân tử.

blog-details-img02 Khử khí bằng sóng siêu âm trong nhôm nóng chảy

Một số kết quả:

    • Cải thiện quá trình đồng nhất hóa kim loại, tinh chỉnh cấu trúc hạt và trộn các hợp kim mới.
    • Kết quả xuất sắc từ công nghệ khử khí bằng sóng siêu âm (loại bỏ các mảnh vụn và tạp chất ngấm nước)
    • Kết quả xuất sắc sau khi thực hiện quá trình rung “trong bể chứa” của máy đúc DC Wagstaff kiểu đứng.
    • Kết quả xuất sắc trên dây chuyền đúc liên tục của Bruno Presezzi.
    • Cải thiện quá trình kết tinh vi mô và các đặc tính hợp kim trong quá trình đúc.
    • Giảm ma sát giữa các công cụ (ví dụ: đúc, kéo, ép đùn, tạo khuôn).

    • Độ nhẵn bề mặt được cải thiện.

Giảm chi phí môi trường, nâng cao hiệu quả

Các bọt khí nổi lên bề mặt và bị đẩy ra ngoài. Một phương pháp khác là đưa vật liệu nóng chảy vào môi trường áp suất thấp, nhưng cả hai quy trình này đều có những nhược điểm về mặt môi trường và kinh tế.

Trong quá trình khử khí bằng sóng siêu âm đối với nhôm nóng chảy, các bọt khí siêu nhỏ hình thành trong chu kỳ áp suất thấp đóng vai trò là nhân hạt cho sự hình thành các bọt khí hydro. Về cơ bản, hydro khuếch tán vào các bọt khí này. Với sự hỗ trợ của dòng chảy âm thanh và dòng chảy do sóng siêu âm tạo ra, các bọt khí hydro nổi lên bề mặt kim loại nóng chảy và được thải ra ngoài.

Quy trình này có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống, bao gồm giảm tác động đến môi trường và nâng cao hiệu quả. Việc khử khí bằng sóng siêu âmđối với nhôm nóng chảy giúp giảm độ xốp của chi tiết đúc, từ đó tăng cả độ bền và độ dẻo.