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(huì )降低。在輕質(zhì)鋁合金中，空化會(huì )導致不可熔氧化物表面上的熔體中細小氣泡的生長(cháng)。結果，空化將導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(diǎn)。脫氣的好處是可以實(shí)現鋁合金較低的孔隙率，因此獲得的終材料的密度會(huì )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(shí)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(dòng)的輔助下擴散到空化氣泡中，并隨后從熔體中排出。在整個(gè)脫氣處理過(guò)程中，聲空化是*的環(huán)節。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(huì )激活熔體，這意味著(zhù)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象密切相關(guān)。高頻超聲波振動(dòng)在熔體內部產(chǎn)生振蕩壓力。在振蕩壓力的稀疏化半周期中，在拉伸應力的作用下會(huì )形成空腔（微小氣泡）。在超聲波熔體應用過(guò)程中，形成的氣泡會(huì )連續形成，膨脹和塌陷。氣泡崩潰是振蕩壓力的下一個(gè)壓縮半周期的結果。另一方面，大氣泡會(huì )聚結并漂浮在熔體表面，從而吸收溶解的氣體。
鋁合金熔體脫氣的原因：
隨著(zhù)我們對金屬和合金的當今掌握，現在越來(lái)越重視資源和環(huán)境。金屬行業(yè)正在尋找以可持續，經(jīng)濟和無(wú)污染的方式生產(chǎn)更輕，更堅固的材料的新方法。超聲熔體設備提供了實(shí)現這些目標的途徑。對常見(jiàn)的金屬鋁進(jìn)行超聲波處理，會(huì )通過(guò)排空溶解氣體而導致鋁熔體的脫氣，改善鋁合金或鋁材料在加工過(guò)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(huì )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(guò)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(jìn)行鋁合金脫氣。
鋁合金加工
目前有兩種較為常見(jiàn)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)，是旋轉脫氣，它使用精細分散的氬、氯和各種鹽。 然而，氯的使用會(huì )造成環(huán)境問(wèn)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(diǎn)。與常規的Ar旋轉脫氣相比，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Ar旋轉脫氣后的部件具有相似的硬度，拉伸性能，孔隙率和微觀(guān)結構。超聲波脫氣利用高強度的超聲波振動(dòng)在鋁液中產(chǎn)生振蕩壓力。在小壓力區域，熔體中發(fā)生空化，產(chǎn)生細小氣泡。空化過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡可以為氫泡的聚結和流出熔體提供核。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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更新時(shí)間：2024-03-27 
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