- Ultraschallentgasung von geschmolzenen Metallen bis zu 2.300°C und geschmolzenem Glas
- Montag - Freitag : 09:00 - 19:00
- Sialon Ceramics Sweden AB, Lila Kungsgatan 2, SE-411 08 Göteborg, Schweden
Wir schaffen neue Aluminiumlegierungen mit Stahleigenschaften.
Mit Ultraschall mikrolegiertes geschmolzenes Aluminium
Unsere neuartige Ultraschall-Schmelzbehandlung von Aluminiumschmelzen mit einer Kavitationsfrequenz von 20 kHz kann das Gefüge der Endprodukte radikal verbessern. In Kombination mit der Mikrolegierung sind die Ergebnisse jedoch noch dramatischer. Unser laufendes Projekt zur Ultraschall-Mikrolegierung hat es uns bereits ermöglicht, Aluminium-Mikrolegierungen herzustellen, die stärker als Stahl sind.
Unsere Arbeit zeigt, dass die ultraschallunterstützte Mikrolegierung neue Wege für die Entwicklung von Automobillegierungen der nächsten Generation eröffnet.
Seit der Jahrtausendwende wurden viele alternative Aluminiumlegierungen entwickelt und in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau und in der Schifffahrt. Die Fülle, das geringe Gewicht und die Vielseitigkeit von Aluminium haben dazu geführt, dass es nach Stahl das am zweithäufigsten verwendete Metall geworden ist, und die Festigkeit einiger Aluminiumlegierungen entspricht der von Konstruktionsstählen.
Trotz der breit gefächerten Eigenschaften von alternativen Aluminiumlegierungen gibt es ständige Bemühungen, ihre Leistung für bestehende und neue Anwendungen zu verbessern.
In den letzten Jahren wurden viele Fortschritte gemacht, um die Festigkeit, Duktilität und andere Eigenschaften von Aluminiumlegierungen durch die Steuerung ihrer Mikrostruktur zu verbessern. Aushärtung, Schmelzkonditionierung, Ultraschall-Kornverfeinerung und Mikrolegierung sind Beispiele für solche Ansätze.
In diesem Artikel befassen wir uns mit der Mikrolegierung, wobei wir uns darauf konzentrieren, was sie ist und welche Vorteile sie bieten kann. Anschließend stellen wir das neue und spannende Verfahren der ultraschallunterstützten Mikrolegierung vor und erläutern, wie dieses Verfahren zu unserer Neuentwicklung einer Aluminium-Mikrolegierung mit einer höheren Zugfestigkeit als Stahl beigetragen hat.
Mikrolegiertes Aluminium mit Ultraschallunterstützung
Mikrolegiertes Aluminium ist eine Art von Aluminiumlegierung, die Spuren von Legierungselementen enthält, die in der Regel hinzugefügt werden, um die Kornstruktur und die Eigenschaften des Endprodukts zu verfeinern. In der Regel liegt die Konzentration der mikrolegierten Elemente unter 1 % und oft sehr viel darunter. Solche Legierungen können eine außergewöhnliche Festigkeit und andere verbesserte Eigenschaften aufweisen und werden in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie als Strukturteile eingesetzt.
Die Kraft der Kavitation
Die hohe Zugfestigkeit dieser Mikrolegierungen ist auf nanoskalige Ausscheidungen zurückzuführen, die sich innerhalb der Matrix bilden und durch nanoskalige Zugaben von spezifischen Mikrolegierungselementen gesteuert werden können. Die Auswirkungen der Mikrolegierung sind weitreichend und umfassen:
- Bildung von stabilen Intermetallen, die die Korngröße verfeinern können
- Wechselwirkung mit Korngrenzen, die die interkristalline Sprödigkeit entweder erhöhen oder verringern kann
- Modifikation der Morphologie von Sekundärphasen innerhalb der Matrix zur Verbesserung der mechanischen und aushärtenden Eigenschaften
- Modifikation der Ausscheidungssequenz, die zu einer größeren Verfeinerung der Kornstruktur führt
Spuren von Mikrolegierungselementen umfassen typischerweise Ag, Li, Na, Ca, Cd, Zr, Ti, Sr, Sn. Obwohl die Metallurgie und die Chemie dieser Zusätze umfassend erforscht und dokumentiert wurden, gibt es noch viel zu lernen, und es werden ständig neue Fortschritte erzielt.
Hinzufügen von Spurenelementen
Die übliche Praxis des Mikrolegierens ist das Einbringen von Spurenelementen durch Zugabe eines Aluminiumbarrens, der nur wenige Prozent des Legierungselements enthält, zu einer großen Schmelze. Die erforderliche Dotierstoffmenge wird durch sorgfältige Kontrolle der Verdünnungsstufen erreicht.
Ein alternativer Ansatz ist die mikrolegierende Pulvermetallurgie. Dies beinhaltet isostatisches Pressen, Sintern und Strangpressen. In diesem Fall ist der Mikrolegierungsprozess diffusionsgesteuert.
Obwohl diese Verfahren weit verbreitet sind, bleibt es eine Herausforderung, den Prozess zu optimieren und zu kontrollieren.