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Ultraschall-Kornfeinung in Aluminium-Legierungen

Industrielle Ultraschall-Kornfeinungstechnologie ohne Titan-Bor (TiB2)

Ultraschall-Kornverfeinerung während der Erstarrung

Es gibt verschiedene Techniken zur Verbesserung des Gefüges und der Kornfeinung in Aluminiumlegierungen, Magnesium, Zink und Kupfer. So besteht beispielsweise ein enger Zusammenhang zwischen Korngröße und Gießtemperatur, doch lassen sich durch eine ultraschallunterstützte Kornfeinung in Aluminiumlegierungen erhebliche Verbesserungen erzielen. Zwei Mechanismen tragen zu diesem Prozess bei.

Während des Hochdruckzyklus des Kavitationsprozesses entstehen durch kollabierende Blasen lokal hohe Temperaturen und Drücke. Die Temperaturen können 1000 K überschreiten, während die Drücke 400 MPa übersteigen können; außerdem treten schnelle Abkühlungsraten auf. Dies hat zwei Auswirkungen: Es werden viele Keimbildungsstellen gebildet, die feinere Korngrößen induzieren, und die erzeugten Energien zerstören dendritische Strukturen, die sich sonst bilden würden.  

 

Ultraschall-unterstütztes industrielles Doppelwalzen-Stranggießen

Das Zweiwalzengießen wandelt die Schmelze in Aluminiumband für nachfolgende Kaltwalzvorgänge um. Der Prozess birgt einige Herausforderungen, insbesondere grobe säulenförmige Körner, chemische Entmischung in der Bandmitte, mikrostrukturelle Gradienten und Inhomogenität.

Ein Durchbruch bei der industriellen Ultraschallbehandlung von Guss kann diese Probleme lösen. Insbesondere die Ultraschall-Kornfeinungstechnik bietet eine erhebliche Reduzierung der Korngröße, die Beseitigung zentraler intermetallischer Nadeln und eine verbesserte Homogenität. Außerdem entfällt bei diesem Verfahren die Notwendigkeit der Argon-Entgasung.

Ultraschall-Kornfeinung in Aluminiumlegierungen Sialon Ceramics

Fazit:

Die Ultraschallentgasung und Kornfeinung von Aluminiumlegierungen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Methoden, die die Eigenschaften der Endprodukte erheblich verbessern und gleichzeitig Kosten und Umweltbelastung reduzieren.

Ergebnisse & Anwendungen:

  • Verbesserte Metallhomogenisierung, Kornfeinung und Vermischung von neuen Legierungen.
  • Hervorragende Ergebnisse bei der Ultraschallentgasung (Defragmente und benetzte Einschlüsse)
  • Ausgezeichnete Ergebnisse nach dem Rütteln 'im Sumpf' einer vertikalen Wagstaff DC-Gießmaschine.
  • Ausgezeichnete Ergebnisse auf einer Bruno Presezzi Stranggussanlage.
  • Verbesserte Mikrokristallisation und Legierungseigenschaften beim Gießen.
  • Reibungsreduzierung zwischen einem Werkzeug (z. B. Gießen, Ziehen, Extrudieren, Formen).
  • Verbesserte Oberflächengüte.