Ультразвуковая обработка расплавов металлов

Ультразвуковая обработка расплавов металлов

Силовая ультразвуковая обработка расплавов металлов предполагает воздействие на расплав ультразвуковых колебаний во время или перед затвердеванием для контроля его микроструктуры и свойств. По сравнению с традиционными методами модификации инокуляции этот метод контролирует и улучшает затвердевшую микроструктуру. Он позволяет избежать загрязнения окружающей среды и материалов, что делает его эффективным методом получения отливок с превосходной микроструктурой и свойствами, а также ключевым подходом к раскрытию потенциала высокотехнологичных материалов.

Ультразвуковая кавитация приводит к равномерному смачиванию неметаллических примесей в расплаве. Эти примеси становятся центрами зародышеобразования, отправной точкой затвердевания. Поскольку эти центры зародышеобразования возникают перед фронтом затвердевания, рост дендритов не запускается. Дендритный перелом: Дендритное плавление обычно начинается в корне из-за локального повышения температуры и сегрегации. Ультразвуковая обработка (УЗО) генерирует интенсивную конвекцию (перенос тепла посредством движения масс) и ударные волны в расплаве, вызывая разрушение дендритной структуры. Из-за локализованных изменений температуры и состава конвекция может способствовать разрушению дендритов и концентрации растворенных веществ. Кавитационные ударные волны способствуют растрескиванию расплавленных корней.

Дегазация — еще одна важная функция мощного ультразвука для жидких и полутвердых металлов и сплавов. Ультразвуковая дегазация уменьшает пористость металлов, что приводит к более высокой плотности материала в конечном продукте из металла/сплава. Ультразвуковая дегазация металлов повышает предел прочности и пластичность материала. С точки зрения эффективности и эффективности обработки промышленные ультразвуковые системы превосходят другие коммерческие методы дегазации. Кроме того, процесс заполнения формы улучшается благодаря относительно низкой вязкости расплава.

Принцип: Система ультразвуковой обработки расплава металла состоит из двух частей: ультразвукового вибрационного компонента и ультразвукового генератора. Ультразвуковой вибрирующий компонент генерирует ультразвуковые колебания (в основном включая ультразвуковой преобразователь, ультразвуковой преобразователь амплитуды и головку инструмента) и передает эту вибрационную энергию в расплавленный металл.

Преобразователь преобразует входную электрическую энергию в механическую энергию, т.е. ультразвуковые волны. Это проявляется в том, что преобразователь совершает продольное возвратно-поступательное движение с амплитудой, обычно составляющей несколько микрометров. Такая амплитудная плотность мощности недостаточна и не может быть использована напрямую. Ультразвуковой амплитудный преобразователь усиливает амплитуду ультразвука в соответствии с проектными требованиями, изолирует расплавленный металл от теплопередачи, а также служит для фиксации всей ультразвуковой колебательной системы. Головка ультразвукового инструмента соединена с амплитудным преобразователем, который передает вибрацию ультразвуковой энергии на головку инструмента, которая затем излучает ультразвуковую энергию в расплавленный металл.

В процессе охлаждения или вибрационного прессования расплавленный металл подвергается воздействию ультразвуковых волн, вызывающих значительные изменения в его кристаллической зеренной структуре, тем самым улучшая различные физические свойства металла.

Функции: измельчает металлические зерна, гомогенизирует состав расплавленного металла и сплавов, значительно повышает прочность и усталостную прочность литейных материалов, а также повышает общие эксплуатационные характеристики материалов.

Особенности: Система ультразвуковой обработки расплавленного металла не меняет существующее производственное оборудование и процессы, проста в установке и эксплуатации. Система ультразвуковой обработки расплавленного металла может использоваться для ультразвуковой обработки металлов, ультразвукового измельчения зерна, ультразвукового затвердевания металла, ультразвуковой непрерывной разливки и т. д.

Применение: Применяется в областях литья с непрерывным охлаждением, таких как гравитационное литье и литье под низким давлением легких металлов, например, литье пластин из алюминиевых и магниевых сплавов, литье в формы и т. д.