超聲波金屬溶體
杭州功律超聲波
超聲波金屬熔體
功率超聲處理金屬熔體技術(shù)是在金屬熔體凝固過程中或在金屬熔體凝固前,通過對(duì)金屬熔體施加超聲振動(dòng)來控制金屬凝固過程中組織和性能,與傳統(tǒng)的孕育變質(zhì)處理技術(shù)相比,應(yīng)用功率超聲處理金屬熔體技術(shù)來控制和細(xì)化金屬凝固組織??梢员苊鈱?duì)環(huán)境和金屬材料本身的污染,因而對(duì)液態(tài)金屬熔體進(jìn)行功率超聲處理是獲得優(yōu)良組織和性能鑄件的有效方法之一,是挖掘高新技術(shù)材料潛能的主要途徑。
超聲波熔體處理方法對(duì)金屬鑄錠凝固組織的影響
超聲波空化導(dǎo)致熔體中非金屬雜質(zhì)的勻稱潤濕。這些雜質(zhì)變成成核位點(diǎn),這是凝固的起點(diǎn)。由于這些成核點(diǎn)產(chǎn)生于凝固前沿之前,所以不會(huì)引發(fā)樹枝狀結(jié)構(gòu)的生長。枝晶破裂: 枝晶的熔化通常始于根部,緣由是局部溫度上升和偏析。UST 在熔體中產(chǎn)生了劇烈的對(duì)流(通過流體的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳熱) 和沖擊波,使得枝晶結(jié)構(gòu)破裂。由于局部溫度和成分變化,對(duì)流可以促進(jìn)枝晶的破裂,并促進(jìn)溶質(zhì)的集中??栈瘺_擊波有助于那些熔化的根部裂開。
超聲波空化示意圖
除氣是功率超聲對(duì)液態(tài)和半固態(tài)金屬及合金的另一個(gè)重要作用。超聲波脫氣降低了金屬的孔隙率,從而在最終的金屬/合金產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了更高的材料密度。金屬的超聲波脫氣提高了材料的極限拉伸強(qiáng)度和延展性。在有效性和處理效率方面,工業(yè)功率超聲系統(tǒng)在其他商業(yè)脫氣方法中效果是好的。此外,由于熔體粘度比較低,模具填充工藝得到改善。
超聲波金屬除氣示意圖
原理:
超聲波金屬熔體處理系統(tǒng)由超聲波振動(dòng)部件和超聲波發(fā)生器兩部分構(gòu)成:超聲波振動(dòng)部件用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng)--主要包括超聲波換能器、超聲波變幅桿、工具頭,并將此振動(dòng)能量向金屬熔體中發(fā)射。
換能器將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來回伸縮運(yùn)動(dòng),振幅一般在幾個(gè)微米。這樣的振幅功率密度不夠,是不能直接使用的。超聲波變幅桿按設(shè)計(jì)需要放大超聲波振幅,隔離金屬熔體和熱能傳遞,同時(shí)也起到固定整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的作用。超聲波的工具頭與變幅桿相連,變幅桿將超聲波能量振動(dòng)傳遞給工具頭,再由工具頭將超聲波能量發(fā)射到金屬熔體中。金屬熔體在冷卻或振壓過程中接受到超聲波,其晶體顆粒結(jié)構(gòu)等將會(huì)產(chǎn)生顯著變化,從而提高金屬的各種物理特性。
超聲波金屬處理系統(tǒng)
作用:
細(xì)化金屬晶粒、均勻金屬熔體及合金成分,顯著改善鑄造材料的強(qiáng)度、抗疲勞性,提升材料的綜合性能。
特點(diǎn):
超聲波金屬熔體處理系統(tǒng)不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程,安裝操作簡便。超聲波金屬熔體處理系統(tǒng)可用于金屬超聲波處理,超聲波晶粒細(xì)化,超聲波金屬凝固,超聲波金屬連鑄等方面。
應(yīng)用:
應(yīng)用于輕金屬的重力鑄造、低壓鑄造等連續(xù)冷卻的鑄造領(lǐng)域--如鋁合金、鎂合金板材鑄造,模具的鑄造等。
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