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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, Kupfer z.B. gibt es eine starke Korrelation zwischen der Korngröße und der Gießtemperatur; signifikante Verbesserungen können jedoch durch Ultraschallbehandlung erreicht werden. 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 beim industriellen Ultraschallgießen kann diese Probleme beheben. Insbesondere bietet das Verfahren eine erhebliche Reduzierung der Korngröße, die Beseitigung der zentralen intermetallischen Nadel und eine verbesserte Homogenität. Außerdem entfällt bei diesem Verfahren die Notwendigkeit der Argon-Entgasung.

Ultraschall-Kornfeinung in Aluminium-Legierungen Ultraschall-Entgasung

Fazit:

Die Ultraschallentgasung und Kornfeinung bietet zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellen Methoden, die zu erheblichen Verbesserungen der Eigenschaften der Endprodukte führen 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.