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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,，通過對金屬熔體施加超聲振動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Νh(huán)境和金屬材料本身的污染,，因而對液態(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)生了劇烈的對流(通過流體的質(zhì)量運(yùn)動進(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)由超聲波振動部件和超聲波發(fā)生器兩部分構(gòu)成：超聲波振動部件用于產(chǎn)生超聲波振動--主要包括超聲波換能器、超聲波變幅桿,、工具頭,，并將此振動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，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,。