超聲波金屬熔體設(shè)備在鋁合金熔體處理中的脫氣作用

更新時間：2024-03-27

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　　脫氣是超聲波熔體處理的主要作用之一，其中金屬熔體中某些氣體的濃度會降低。在輕質(zhì)鋁合金中，空化會導(dǎo)致不可熔氧化物表面上的熔體中細小氣泡的生長。結(jié)果，空化將導(dǎo)致氫從熔體中直接擴散到氣泡中。聲流將幫助這些氣泡漂浮到表面并從熔體中浮出。

超聲波金屬熔體設(shè)備

　　超聲波處理被證明是鋁熔體脫氣的有效方法，具有經(jīng)濟和環(huán)保的優(yōu)點。脫氣的好處是可以實現(xiàn)鋁合金較低的孔隙率，因此獲得的終材料的密度會較高。降低鋁合金中氫的濃度將提高材料的極限拉伸強度和延展性，從而增加材料的實用性。

　　工作原理：

　　超聲波脫氣的根本原因是溶解的氫在其脈動的輔助下擴散到空化氣泡中，并隨后從熔體中排出。在整個脫氣處理過程中，聲空化是*的環(huán)節(jié)。引入熔體中的聲波必須具有足夠高的振幅和頻率，以交替改變高于空化閾值的壓力，以在金屬熔體中形成空腔。空化會激活熔體，這意味著它將加速擴散，潤濕，溶解和分散，這將直接影響金屬合金的脫氣，凝固和提純。

　　超聲波脫氣的機理與熔體中的空化現(xiàn)象密切相關(guān)。高頻超聲波振動在熔體內(nèi)部產(chǎn)生振蕩壓力。在振蕩壓力的稀疏化半周期中，在拉伸應(yīng)力的作用下會形成空腔（微小氣泡）。在超聲波熔體應(yīng)用過程中，形成的氣泡會連續(xù)形成，膨脹和塌陷。氣泡崩潰是振蕩壓力的下一個壓縮半周期的結(jié)果。另一方面，大氣泡會聚結(jié)并漂浮在熔體表面，從而吸收溶解的氣體。

　　鋁合金熔體脫氣的原因：

　　隨著我們對金屬和合金的當今掌握，現(xiàn)在越來越重視資源和環(huán)境。金屬行業(yè)正在尋找以可持續(xù)，經(jīng)濟和無污染的方式生產(chǎn)更輕，更堅固的材料的新方法。超聲熔體設(shè)備提供了實現(xiàn)這些目標的途徑。對常見的金屬鋁進行超聲波處理，會通過排空溶解氣體而導(dǎo)致鋁熔體的脫氣，改善鋁合金或鋁材料在加工過程中的機械性能。

超聲波金屬熔體

　　孔隙率是鋁合金鑄件的主要缺陷之一，因為它會損害鑄件的力學(xué)性能和壓力嚴密性。氣孔發(fā) 生在鑄件中，因為氣體在凝固過程中從溶液中析出，不利于鋁合金鑄件、厚截面板和鍛件的力學(xué)性能。氫是可明顯溶于熔融鋁的氣體。因此，從熔融鋁合金中去除溶解氫對生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件至關(guān)重要。有效的方法是進行鋁合金脫氣。

鋁合金加工

　　目前有兩種較為常見的脫氣方法。其中之一是真空脫氣，主要用于鋼鐵工業(yè)，因此一般不用于鋁工業(yè)。第二種方法，通常用于鋁工業(yè)，是旋轉(zhuǎn)脫氣，它使用精細分散的氬、氯和各種鹽。然而，氯的使用會造成環(huán)境問題。已知超聲波處理是鋁熔體脫氣的有效手段，并且具有經(jīng)濟和環(huán)境友好的附加優(yōu)點。與常規(guī)的Ar旋轉(zhuǎn)脫氣相比，超聲脫氣顯示出高效的氫氣脫氣效率。超聲脫氣處理后的部件與常規(guī)Ar旋轉(zhuǎn)脫氣后的部件具有相似的硬度，拉伸性能，孔隙率和微觀結(jié)構(gòu)。超聲波脫氣利用高強度的超聲波振動在鋁液中產(chǎn)生振蕩壓力。在小壓力區(qū)域，熔體中發(fā)生空化，產(chǎn)生細小氣泡?？栈^程中產(chǎn)生的氣泡可以為氫泡的聚結(jié)和流出熔體提供核。終形成較大的氣泡，從而將這些氣泡從鋁合金熔液中去除。

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