溶融金属の超音波処理

溶融金属の超音波処理

溶融金属のパワー超音波処理には、凝固中または凝固前に溶融物に超音波振動を加えて、その微細構造と特性を制御することが含まれます。従来の接種改変技術と比較して、この方法は固化した微細構造を制御し、精製します。これは環境や材料の汚染を回避するため、優れた微細構造と特性を備えた鋳物を得る効果的な方法であり、ハイテク材料の可能性を引き出す重要なアプローチとなります。

超音波キャビテーションにより、溶融物中の非金属不純物が均一に濡れます。これらの不純物は核生成サイトとなり、凝固の開始点となります。これらの核生成サイトは凝固フロントの前に発生するため、樹枝状成長は引き起こされません。樹枝状破壊: 樹枝状の融解は通常、局所的な温度上昇と偏析により根元から始まります。超音波処理 (UST) は、溶融物中に激しい対流 (質量運動による熱伝達) と衝撃波を生成し、樹枝状構造の破壊を引き起こします。局所的な温度と組成の変化により、対流は樹枝状結晶の破壊と溶質の濃縮を促進する可能性があります。キャビテーション衝撃波は、溶けた根の亀裂を促進します。

脱ガスは、液体および半固体の金属および合金に対するパワー超音波のもう 1 つの重要な機能です。超音波脱気により金属の多孔性が減少し、最終的な金属/合金製品の材料密度が高まります。金属の超音波脱ガスにより、材料の極限引張強度と延性が向上します。有効性と処理効率の点で、産業用パワー超音波システムは他の商用脱気方法よりも優れています。さらに、溶融粘度が比較的低いため、金型充填プロセスが改善されます。

原理: 超音波金属溶解処理システムは、超音波振動コンポーネントと超音波発生器の 2 つの部分で構成されます。超音波振動部品は、主に超音波振動子、超音波振幅変換器、ツールヘッドで構成され、超音波振動を発生させ、この振動エネルギーを溶融金属に伝達します。

トランスデューサは、入力された電気エネルギーを機械エネルギー、つまり超音波に変換します。これは、トランスデューサが通常数マイクロメートルの範囲の振幅で縦方向の往復運動を行うことによって現れます。このような振幅電力密度は不十分であり、そのまま使用することはできません。超音波振幅変圧器は、設計要件に従って超音波振幅を増幅し、溶融金属を熱伝達から隔離し、超音波振動システム全体を固定する役割も果たします。超音波ツールヘッドは振幅変換器に接続されており、振幅変換器は超音波エネルギー振動をツールヘッドに伝達し、ツールヘッドは超音波エネルギーを溶融金属に放射します。

溶融金属は、冷却や振動プレスの過程で超音波を受けることで結晶粒構造に大きな変化をもたらし、金属のさまざまな物性を向上させます。

機能：金属粒子を微細化し、溶融金属と合金の組成を均質化し、鋳造材料の強度と耐疲労性を大幅に向上させ、材料の全体的な性能を向上させます。

特長：超音波溶融金属処理システムは、既存の製造設備やプロセスを変更することなく、設置と操作が簡単です。超音波溶融金属処理システムは、金属の超音波処理、超音波結晶粒微細化、超音波金属凝固、超音波連続鋳造などに使用できます。

用途：アルミニウム合金、マグネシウム合金板鋳造、金型鋳造などの軽金属の重力鋳造、低圧鋳造などの連続冷却鋳造分野に適用されます。