Tratamiento ultrasónico de potencia de metal fundido
En la actualidad, con el fin de obtener una estructura fina y fina, varios campos externos (campo magnético, campo eléctrico y tratamiento de vibración ultrasónica de la tecnología de fusión de metales son muy activos. Entre ellos, el tratamiento ultrasónico de potencia de la tecnología de fusión de metales tiene un efecto significativo en el refinamiento de la estructura de solidificación de metales.
La tecnología de tratamiento ultrasónico de potencia del metal fundido es durante la solidificación del metal fundido o antes de la solidificación del metal fundido. El método de aplicar la vibración ultrasónica a la fusión de metales para controlar la estructura y el rendimiento del metal durante la solidificación. En comparación con la tecnología tradicional de inoculación y tratamiento de metamorfismos, el tratamiento ultrasónico de potencia de la tecnología de fusión de metales se utiliza para controlar y refinar la estructura de solidificación de metales. Puede evitar la contaminación del medio ambiente y el material metálico en sí, por lo que el tratamiento ultrasónico de potencia de la fusión de metal líquido es uno de los métodos efectivos para obtener excelentes piezas de fundición de estructura y rendimiento, y es la principal forma de aprovechar el potencial de los materiales de alta tecnología.
Mecanismo de tratamiento de fusión
La onda de sonido con una frecuencia superior a 20 kHz o la onda generada por la frecuencia de vibración de un objeto en este rango se puede llamar ultrasónica, que es tanto una forma de onda y una forma de energía, y una onda mecánica que se propaga en un medio de comunicación. Es el umbral de la ola. Después de exceder un cierto valor, interactúa con el medio de transmisión de sonido y puede cambiar o incluso destruir el estado, la naturaleza y la estructura del medio de transmisión de sonido. Cambiar objetos o propiedades físicas. El efecto de cavitación y el efecto de flujo acústico del ultrasonido se utilizan principalmente.
Efecto de cavitación ultrasónica
La cavitación es un fenómeno físico causado por ondas ultrasónicas. Es la razón principal por la que las ondas ultrasónicas pueden refinar los derretimientos metálicos. . Cuando se utiliza ultrasonido
Cuando se utiliza en un metal fundido, la solubilidad por gas del metal fundido se reduce y se forma un gran número de pequeñas burbujas. En este proceso, las diminutas burbujas en el metal fundido se activan bajo la acción del ultrasonido de potencia, que producirá una serie de dinámicas. proceso. Con la acción continua del ultrasonido, las burbujas de cavitación aumentarán gradualmente. Cuando las burbujas de cavitación exceden un cierto umbral, las burbujas de cavitación colapsarán instantáneamente, y la energía en las burbujas de cavitación se liberará instantáneamente, lo que resulta en alta temperatura y alta presión en un área pequeña, formando fluctuaciones estructurales y fluctuaciones de energía, aumentar la tasa de nucleación de la aleación e iniciar la cristalización.
Efecto de flujo de sonido ultrasónico
Durante la propagación de la onda ultrasónica en el metal fundido, debido a la absorción y pérdida del metal fundido, habrá atenuación cuando la onda ultrasónica se propague en el derretimiento, por lo tanto. La atenuación de amplitud limitada formará un cierto gradiente de presión sonora desde el cabezal de la herramienta, y la fuerte onda de choque traerá el embrión de cristal roto a cada parte del derretimiento.
Parte, al mismo tiempo, el campo de temperatura y la composición del metal fundido será más uniforme durante el proceso de flujo, y tendrá un cierto efecto de agitación en el metal fundido.
Procesamiento de la aplicación
En el proceso de procesamiento de fusión de metales, el ultrasonido de potencia tiene un efecto acústico único. Después de aplicar ultrasonido de potencia, la estructura de solidificación del lingote puede ser
Desde cristales columnares gruesos hasta cristales equiaxed uniformes y finos. Al mismo tiempo, también se mejorará la segregación, reduciendo o eliminando defectos de conformado, y mejorando la estructura metálica y las propiedades de fundición. Diferentes parámetros del proceso ultrasónico y algunas otras condiciones experimentales afectarán el efecto ultrasónico. Los parámetros del proceso que afectan el efecto del refinamiento ultrasónico incluyen principalmente la potencia ultrasónica, el tiempo de vibración ultrasónica y la temperatura de vibración ultrasónica.
Aplicación durante la solidificación
La alta temperatura generada por la cavitación ultrasónica ayuda a mejorar la humectabilidad entre la fase de refuerzo y la aleación de base, y resuelve el problema de que las partículas y la aleación base estén completamente mojadas por la agitación mecánica y sean fáciles de aglomerar. Además, el efecto de corriente acústica juega un papel importante en la aceleración de la transferencia de masa, la transferencia de calor, la destrucción de la capa límite y la promoción de la dispersión de refuerzos. Por lo tanto, la aplicación del ultrasonido de potencia en el proceso de solidificación de compuestos de matriz metálica ha recibido una amplia atención.