超聲波金屬液體晶粒細化處理系統

設備介紹：

    金屬的晶粒越細，晶體的界總面積就越大，位錯就越多，需要協調的具有不同位向的晶粒越多，使金屬塑性變形的抗力越高，其強度和硬度就越高。金屬的晶粒越細，其塑性和韌性越高。因為晶粒越細，單位體積內晶粒數目越多，參與變形的晶粒數目也越多，變形越均勻，使在斷裂前發生較大的塑性變形。塑性越高，金屬在斷裂前功耗較大，因而其韌性也越好。

我們為了同時提高金屬的強度、硬度、塑性和韌性，所以要對金屬進行晶粒細化處理，無疑是一種理想的選擇。

超聲波金屬液體晶粒細化處理系統

理論原理：

    是利用超聲波在熔液中的空化效應，能夠削斷破壞枝晶，沖擊凝固前沿，增加攪拌擴散，使組織均勻化，同時增加金屬材料拉升強度，提高金屬韌性。晶粒細小，境界面積大，可以有效防止位錯和晶間滑移，也就是說要使材料斷裂需要更大的力。晶粒越細，枝晶間距越小，屈服強度也越高,同時硬度也越好。

設備的作用：

1、去除雜質：金屬熔液中微小的夾雜物上浮是非常困難的，只有當它們聚集起來才會使上浮變得更加容易。使用在溶液中加入超聲波，超聲波駐波可以使金屬熔液中的夾雜物粉末成功分層集聚，從而上浮。

2、除氣：超聲波對金屬熔液中氣體的排出有很大作用，超聲波的彈性振動在幾分鐘內可以使金屬熔液*除氣。超聲波振動導入金屬熔液中時，會產生空化現象，這是由于液相的連續性受到破裂后而產生了空洞，于是溶解在金屬熔液中的氣體便向其中集中。超聲波的彈性振動促使氣泡核心的產生，并使它不斷長大，直至長大到能順利地從金屬熔液中排出的尺寸。

3、提升鑄坯質量：可以作用于結晶器，以改善鑄坯的表面質量。超聲波對結晶器的振動可用于小方坯、大方坯和板坯，用超聲波振動時不用負滑動。在澆鑄小方坯和大方坯時，對結晶器施加超聲波振動后可以得到很平滑的鑄坯表面。

4、細化晶粒：超聲波振動凝固法生產鑄件時，超聲波在傳播時會產生正負交變的聲壓，形成射流，同時由于非線性效應會產生聲流和微聲流，而超聲波空化在固體和液體界面會產生高速的微射流。超聲波液體中的空化效應，能夠削斷破壞枝晶，沖擊凝固前沿，增加攪拌擴散作用，可達到凈化組織、細化晶粒，使組織均勻化等作用。除振動引起的機械作用破壞枝晶外，超聲振動凝固的另一重要作用是提高了金屬液的有效過冷度，減小了臨界晶核半徑，從而增加了形核率，細化了晶粒。

設備結構及工作原理：

超聲波振動部件和超聲波發生器兩部分構成：超聲波振動部件用于產生超聲波振動，主要包括超聲波換能器、超聲波變幅桿、工具頭（發射頭）。

換能器將輸入的電能轉換成機械能，其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動，振幅一般在幾個微米，但這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。而超聲波變幅桿裝置放大了這種振幅功率，讓放大后的振幅可以被使用，同時也起到隔離金屬熔體和熱能傳遞、固定整個超聲波振動系統的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發射到金屬熔體中。