【卖】超声波铝合金制粉机

超声波铝合金制粉机超声波铝合金制粉机
超声波铝合金雾化设备专门用来对铝合金等金属进行雾化制粉，应用广泛。是越来越多的厂商首先采用的制粉工艺。





一、 概述：

　　国内首创工业级解决方案

直接向金属熔体发射超声波，功率大、效率高

腐蚀问题和高温问题全部解决

产品功能：

　　大功率超声波作用于熔融金属的结晶过程，能够显著细化金属晶粒、均匀合金成分、加速气泡运动，显著改善金属材料强度、硬度、塑性、韧性等性能

主要应用：

　　 高强度铝合金、镁合金铸造，　铝、镁合金棒料、板料生产 各种合金材料、电动机转子等结晶除气　 各种金属基复合材料、高强度铝合金活塞铸造， 高能超声，超声波处理，超声波金属处理，超声波晶粒细化，超声波金属凝固，超声波熔体消泡，超声波结晶，超声波声空化，超声波铸造，超声波凝固组织，超声波金属连铸。

产品参数：　

　 550℃-850℃稳定工作。　数控智能驱动电源：超声波频率：20KHzn ，　　 最大功率：3000W。

大功率超声波金属熔体处理系统工作原理：

　
　　高能超声具有独特的声学效应。在金属凝固过程中引入超声振动，凝固组织从粗大的柱状晶变为均匀细等轴晶，金属的宏观及微观偏析均得到改善。普遍认为，高能超声波在超声波处理，超声波金属处理，超声波晶粒细化，超声波金属凝固，超声波熔体消泡，超声波结晶，超声波声空化，超声波铸造、超声波凝固组织，超声波金属连铸等方面都有用武之地。

　　超声波对金属熔体的气泡消除也很有效，在超声波的作用下气泡的排出速度大大加快。能显著提高金属的品质。

　　被处理熔体盛在特定的容器中，如坩埚，熔炼炉，结晶炉，把超声波能量发射到金属熔体中有许多种方法。这其中，将超声波工具头插入熔体中，直接向熔融金属液体发射超声波，无疑是最有效的一种。熔体在冷却结晶的同时也被强烈的超声波作用，材料特性随之发生改变。对特定熔体而言，熔体量越少，超声波发生器的输出功率越大，超声波作用的时间越长，则超声波综合作用强度就越高。也就是说，我们也可通过控制金属熔体量的多少，超声波发生器输出功率的大小，以及超声波作用的时间，来控制超声波作用的效果，找到超声波作用和实际效果的最佳平衡点。

　　在需要特别大的超声波功率的情况下，可以将多个超声波单元组合使用，使超声波功率得到成倍增加。

　　国内外众多的专家学者、生产技术人员已经做过各种研究试验，证明超声波在处理金属熔体过程中的显著功效。现在，大功率的、高可靠性的、可用于工厂生产流水线的超声波处理设备已经由杭州成功超声率先研发成功，必将对推动我国金属材料性能的提高提供有力的支持。

　 典型产品主要技术指标（特殊要求可以定制）：

　　

　YPJS201520
YPJS152020
YPJS102020
YPJS082810

超声波频率
15kHz
20 kHz
20kHz
28kHz

最大功率
2000W
1500W
1000W
800W

功率调节方式
　　　　　 分档调节、连续可调

超声波发射头
　 覆膜合金钢、钛合金，标准尺寸：Φ31mm

实时显示
　　　　　　工作频率和工作电流

最高工作温度
　　　　　　　　800℃






二、大功率超声波金属熔体处理系统工作原理：

1、基本构成：

　　作为国内核心部件的领导者，杭州成功超声设备有限公司积极研发生产最新的大功率超声波应用设备。瞄准国际最新技术，结合国内的应用实际，在国内率先开发出大功率超声波金属熔体处理设备。该设备不改变客户现有的生产设备和工艺流程，安装操作也非常方便。高能（大功率）超声波的超声波金属熔体处理系统工作在金属超声波处理，超声波金属处理，超声波晶粒细化，超声波金属凝固，超声波熔体消泡，超声波结晶，超声波声空化，超声波铸造、超声波凝固组织，超声波金属连铸等方面都能发挥作用。

　　大功率超声波金属熔体处理系统由超声波振动部件和超声波专用驱动电源两部分构成：超声波振动部件主要包括大功率超声波换能器、变幅杆、工具头（发射头），用于产生超声波振动，并将此振动能量向金属熔体中发射。换能器将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动，振幅一般在几个微米。这样的振幅功率密度不够，是不能直接使用的。变幅杆按设计需要放大振幅，隔离金属熔体和热能传递，同时也起到固定整个超声波振动系统的作用。工具头与变幅杆相连，变幅杆将超声波能量振动传递给工具头，再由工具头将超声波能量发射到金属熔体中。



　　图中所示的是超声波金属熔体处理器的典型结构。根据实际生产设备的不同要求，超声波处理器的结构形式和尺寸可以作相应的变动。

　　超声波专用驱动电源（超声波发生器）包括整流电路，振荡电路，放大电路，反馈电路，跟踪电路、保护电路，匹配电路、显示仪表等。用于产生高频高功率电流，驱动超声波振动部件工作。超声波发生器的功率可调，以适应不同的工作状态。发生器内还可根据需要集成有时序控制器，设定控制超声波发振时间和间歇时间。

　　超声波应用于金属熔体处理还有两个特殊的困难，即高温和腐蚀。我们都知道压电陶瓷超声波换能器的核心部件是压电陶瓷片，它是经过高电压极化后才具有压电性能的。若温度超过80℃，压电陶瓷就要退极化，压电性能就要下降，而且这个下降时不可逆的。其次是金属熔体的温度普遍很高，黑色金属的温度甚至超过一千多度。发射头要浸入在熔体中，还要发射大功率超声波，会受到超声波腐蚀和熔融金属液体腐蚀的双重作用。这就对超声波金属熔体处理器设计和制作提出了很高的要求。所幸的是，经过成功人不懈的努力，这些问题都已经解决。我们会根据用户的现状和要求，量身定制满足用户使用要求的超声波金属熔体处理器。

2、应用方法：

　　以前述的典型结构为例，超声波金属熔体处理器的发射头是一个圆棒状结构。在金属被熔化后，只需将该发射头插入金属熔体中，就能向金属熔体发射超声波。振动系统外壳前端的法兰盘用于固定。因超声波振动系统没有运动部件和受力部件，对固定没有特别的要求。被处理熔体盛在特定的容器中，如坩埚，熔炼炉，结晶炉。工具头插入熔体中，发射超声波。一般而言，建议在熔体冷却时加入超声波，让熔体在冷却结晶的同时也被强烈的超声波作用。被处理熔体量可多可少。对特定熔体而言，被处理的熔体量越少，超声波发生器的输出功率越大，超声波作用的时间越长，则超声波综合作用强度就高。同样，我们也可通过控制熔体量的多少，超声波发生器输出功率的大小，以及超声波作用的时间，来控制超声波作用的强度。由于各种金属材料的特性和要求不同，超声波的作用和影响也各不相同。针对用户的特定金属的性能要求，只能通过多次反复试验，找到超声波作用强度和实际效果的最佳平衡点，从而制定出最佳处理工艺。

三、大功率超声波金属熔体处理系统的应用：

　　超声波金属熔体处理器已在；数十家大学、科研单位和生产单位得到了应用，处理得金属熔体包括有色金属、黑色金属、不锈钢等。都取得了明显的使用效果。

超声波对金属熔体的气泡消除也很有效，在超声波的作用下气泡的排出速度大大加快。已有不锈钢生产企业运用我公司的15kHz大功率超声波系统排出不锈钢熔体中的气泡，产品质量得到了显著的提高。

关键词：

高能超声，超声波处理，超声波金属处理，超声波晶粒细化，超声波金属凝固，超声波熔体消泡，超声波结晶，超声波声空化，超声波铸造，超声波凝固组织，超声波金属连铸

四、大功率超声波金属熔体的应用研究综述（资料来源：网络和科技刊物）

高能超声具有独特的声学效应。在金属凝固过程中引入超声振动，凝固组织从粗大的柱状晶变为均匀细等轴晶，金属的宏观及微观偏析均得到改善

2.2超声波对金属凝固组织的作用　

2.2.1超声波对纯金属凝固组织的作用　

Eskin用超声波处理高纯铝，处理后使晶粒度从3.1增加到37.5，拉伸强度从54MPa提高到70MPa，硬度从HB17.2提高到HB19.7，同时延伸率也得到了改善[10]。Abramov和Gurevich使用超声波处理具有不同点阵结构的纯金属[11]，结果表明超声处理能使具有不同点阵结构的金属晶粒细化，力学性能提高。　

2.2.2超声振动对低熔点合金凝固组织的作用　

Eskin等人采用10kW的超声波对铝合金的凝固过程进行了较为深入的研究[5,12]。试验表明，纯铝经过超声处理，拉伸强度可以提高6－10％，而含有微量元素的铝经过超声处理拉伸强度却可以提高20－25％。在连续铸造中，用超声波处理Al-Si合金，也取得了良好的效果，对初生Si相的细化作用十分显著(见图1) [13]。　

李英龙等人研究了全过程和结晶前超声处理对Al-Si合金组织和性能的影响 [14]。实验结果表明，声强为3.5W/㎝2的全过程超声处理使共晶Si相显著细化，断裂并呈粒状分布，断裂处有局部熔化现象，棱角变钝。而以同样的声强结晶前超声处理虽然也能使共晶硅细化，但其仍呈针片状分布，晶粒没有断裂现象。　

赵忠兴等人采用底部导入方式对铝合金进行超声处理[15]。经超声处理的合金组织得到明显细化，树枝晶被打碎，形成均匀的等轴晶或粒状晶组织。　

(a) 原始铝合金 (b) 经过超声处理的铝合金　

图1 过共晶硅(36%Si)的微观组织[13]　

赵忠兴等人采用底部导入方式对铝合金进行超声处理[15]。经超声处理的合金组织得到明显细化，树枝晶被打碎，形成均匀的等轴晶或粒状晶组织。　

2.2.3超声振动对钢和铁凝固组织的作用　

超声处理对钢和铸铁的细化效果也是十分明显的。研究表明，普通碳钢中含碳量越高，超声处理的效果就越明显。对st40钢进行变质和超声振动的联合处理试验[16]，不仅得到了晶粒细化的珠光体组织，而且铁素体网也被打碎。超声处理使W18工具钢中碳化物偏析明显减轻，微观组织得到细化，共晶体碳化物也得到细化[17]。　

Abramov研究了超声处理对钢力学性能的影响[18]。对于铸态亚共析碳钢，超声处理后强度提高20－30％，塑性提高了30－40％；而过共析钢经超声处理后，屈服强度提高了75%，同时塑性也有增加。经过超声处理的铁素体和奥氏体钢无论是在室温还是在工作温度下，强度和塑性同时得到了改善。　

赵忠兴探讨了超声波对HT100灰铸铁凝固组织的影响[15]，结果表明，超声处理使灰铁共晶石墨片变短、变粗。　

2.3 超声细化的应用研究　

Taha对影响超声细化的参数进行了研究[2]。研究表明，细化程度和超声波的输入能量、合金成分和铸件厚度有关。随着超声输入金属熔液中能量的增加，冷却速度被减缓，当冷却速度慢到一定程度时，凝固组织粗化。对Pb-Sb合金，当Sb的含量为0.5%wt时，超声处理的作用并不显著。而当Sb的含量大于2%wt时，超声处理的细化作用就非常显著。对于厚度是10mm的Pb-4wt%Sb铸件，超声振动并不使整个铸件均匀细化。在离振动源较远处，树枝状组织仍然出现。而对于4mm的铸件，在超声振动作用下，整个铸件得到了均匀细化。Abdel－Rehim[3]在不同形状的铸件凝固过程中应用超声波，证明超声波对复杂件组织同样有细化作用。　

2.4超声细化的机理研究　

国外众多学者对超声细化的机理进行了探讨，提出了破碎理论和过冷生核理论[1,19,20]，这些理论的核心主要是声空化现象。　

(1)超声破碎理论。该理论认为高能超声形成的大量空化气泡在超过一定阈值的声压下发生崩溃并产生激波，将已结晶长大的晶粒打碎，使晶粒得到细化[1,19,20]。　

(2)过冷生核理论。还有一些学者认为[1,20 ]，超声波产生的空化泡的增大和内部液体的蒸发会降低空化泡的温度，这将导致空化泡表面的金属熔液温度降低，因此在空化泡的附近就可能形成晶核。　

Abdel－Rehim根据前人的工作，超声处理的细晶作用归纳为以下四方面[19]：(1)空化现象引起的空冷；(2)振荡器的冷却和搅拌；(3)坩埚壁的冷却；(4)脉冲超声的时间延迟。　

五、研究论文

超声功率对锡锑合金凝固组织的影响　

戚飞鹏,高守雷,侯　旭,龚永勇,张家涛,翟启杰

(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)　

摘 要:超声处理是改善金属凝固组织、提高材料力学性能的一种有效方法.该文研究了不同功率的高能超声对锡锑合金凝固过程的影响,分析了高能超声细化凝固组织的机理.随着超声功率的增加,合金组织得到了均匀细化,偏析消除;但功率提高到一定程度,细化作用衰减.

关键词: :超声功率;凝固组织;锡锑合金;声空化；声流

超声波是1s内振动20000次以上(即频率大于20kHz)的高频声波.从1930年起国际上许多学者对超声振动影响金属和有机物的凝固过程进行了研究和探索,取得引人注目的成果.高能超声处理是改善金属凝固组织,提高力学性能的有效方法[1,2].国外在这方面的一些研究成果已得到应用[3,4].

锡锑(Sn-Sb)合金是较为广泛应用的轴承材料,细化其晶粒以提高力学性能和耐磨性能是改善锡锑合金的一个方向.超声处理是一种有效方法.

超声波的功率是对金属凝固过程有很大作用的因素,本文就高能超声波功率对含锑10.5%锡锑合金凝固组织的影响进行了研究,并对高能超声的细化晶粒机理进行了探索.

3.2　超声波的声流作用

高能超声在熔体中传播时,由于声波与液体中粘性力的交互作用,有限振幅衰减使液体内从声源处开始形成一定的声压梯度,导致液体流动,当声压幅超过一定值时,液体中可以产生一个流体的喷射.此喷流直接离开超声变幅杆的端面并在整个流体中形成环流,这便是声流.在声流作用下,也能把结晶长大的晶粒打碎,抑制晶粒的长大,使晶粒细化,晶体得到均匀弥散.

高能超声的功率大小与变幅杆端面的最大振幅直接有关,功率大,A也大,即声流的速度随之变大,在高速的喷射流作用下,基体晶粒和β相会被粉碎得更细小.

3.3　超声波的热效应

在超声波频率一定的条件下,超声波的功率变大,热效应也变得显著.这样就会减缓金属液的冷却速度,必将延长金属结晶时间.这对晶粒细化是不利的,结晶时间越长,晶粒越粗大.图4是水在不同功率超声波处理下的升温曲线图,可以看出在超声波频率一定的条件下,超声波的功率越大,水升温的速度越快.尤其是当功率为800W时,水升温明显快于600W的升温.

这就很明显地说明:相同条件下,功率越大的超声波的热效应越显著.这是因为超声波被水吸收转化为热能,输入能量越大,超声波被液体吸收就越多,热效应也就越大.更主要的是,超声波在液体中形成空化泡,声空化泡崩溃时产生的空化作用足以在局部液体中瞬时产生104K左右的高温[6],在声空化和声流的搅拌作用下水中的温度场均匀化,液体整体温度提高.随着超声功率的增加,液体中形成空化气泡越容易,形成的空化泡就增多,这样发生崩溃的空化泡就越多,热效应也就越大.

当超声波功率达到800W以后,金属液的冷却速度降低到一定程度,金属液温度下降较为缓慢,而且晶体生长速率加快,使得晶粒充分长大,α相变得粗大.这在一定程度上减弱了超声波细化晶粒的效果,但这种影响显然还没取得主导位置,在声流和声空化的共同作用下,经800W处理的锡锑合金与未处理的相比还是细化了很多.功率从200W提高到600W,α相细化,分布均匀,β相向球形发展.当功率为800W时,β相变化不大,但α相变得较为粗大.

4　结　　论

超声功率对锡锑合金凝固过程影响的研究表明:

(1)在不同的超声功率作用下,含锑10.5%的锡锑合金的凝固组织发生了明显变化.

(2)超声功率从200W提高到600W时,不仅显著细化α相和β相晶粒组织,同时使具有立方晶体特征的β相组织有明显的球化趋势,并消除了比重偏析.当功率达到800W时,β相变化不大,但α相变得较为粗大.

(3)随着超声功率的增大,声空化和声流作用增大,对组织细化有利.

(4)随着超声功率的增大,热效应也变得明显.尤其是800W时,热效应变得较为显著.

杭州成功超声波有限公司生产，销售“爱达普”牌超声波换能器，驱动电源，调幅器（变幅杆），振动子，工具模具头，振幅测量仪，声强测量仪，阻抗分析仪，国内最大，质量最好的杭州成功超声有限公司欢迎您的咨询与洽谈。

作为国内最大的超声波核心部件供应商，我公司仓库有庞大数量的备货，另外，也可以为厂家顾客定制特殊要求的产品。