ما هي معدات معالجة المعادن بالصهر بالموجات فوق الصوتية؟

المبدأ الأساسي

يتكون نظام معالجة المعادن المنصهرة بالموجات فوق الصوتية من جزأين: مكونات الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية ومولدات الموجات فوق الصوتية. تشمل مكونات الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية محولات الطاقة، وأبواق الموجات فوق الصوتية، وقضبان التمديد، ورؤوس الأدوات. يحول محول الطاقة الطاقة الكهربائية المُدخلة من المولد إلى طاقة ميكانيكية (التردد: 20 كيلوهرتز، السعة: 3-20 ميكرومتر). يعمل البوق على تضخيم السعة، وعزل المعدن المنصهر ونقل الطاقة الحرارية، وتُثبّت حواف على نقاط البوق لتثبيت نظام الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية بالكامل. يُدخل قضيب التمديد ورأس الأداة أسفل الحافة في فرن الصهر؛ ويُغمر رأس الأداة (قطر 50 مم × 200-300 مم) في المعدن المنصهر (مع تشغيل الموجات فوق الصوتية) لبدء العمل.

أثناء انتشارها، تولد الموجات فوق الصوتية ضغطاً صوتياً متناوباً موجباً وسالباً، مكونةً تيارات صوتية غير خطية وتيارات صوتية دقيقة، مما ينتج عنه تأثيرات تجويفية، وقطع وتدمير التفرعات الشجرية، والتأثير على جبهة التصلب، وزيادة تأثير التحريك والانتشار، وبالتالي تكرير الحبيبات، وتوحيد تركيب السبيكة، وتسريع إزالة الفقاعات، وتحسين الخصائص الشاملة لمواد السبيكة بشكل كبير.

سيناريوهات التطبيق

‌1. تكرير الحبوب: يمكن لمعدات معالجة المعادن المنصهرة بالموجات فوق الصوتية قطع وتدمير التفرعات الشجرية، والتأثير على جبهة التصلب، وزيادة التحريك والانتشار، وصقل الحبيبات، وجعل التنظيم موحدًا، وتقصير وقت المعالجة من خلال الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية؛ فهي توفر سهولة المعالجة لمؤسسات البحث المعدني لتطوير مواد السبائك ذات الخصائص المختلفة (مثل متطلبات القوة، ومقاومة الدرفلة والإجهاد).

‌2. إزالة الشوائب والغازات: تُحدث الموجات فوق الصوتية تأثيرات التجويف في مصهورات المعادن، مما يؤدي إلى ترسيب مساحيق الشوائب وتجميعها وتعويمها بنجاح، وفي الوقت نفسه، يتم تفريغ الغاز المذاب في مصهور المعدن، وذلك لتحقيق هدف تنقية البنية الداخلية للسبيكة.

‌3. تسريع حركة الفقاعات: يمكن للاهتزاز فوق الصوتي أن يسرع حركة الفقاعات وترسيبها، ويحسن الأداء الشامل للمادة.

‌4. تحسين مظهر السبيكة: يمكن تحسين جودة سطح السبيكة عن طريق معالجة جهاز التبلور بالاهتزازات فوق الصوتية.

مزايا صهر الألومنيوم بالموجات فوق الصوتية

مقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية: تستخدم المعدات مواد سبائك التيتانيوم عالية القوة المقاومة لدرجات الحرارة العالية والتآكل، ويمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية.

تحسين جودة المنتج: تكون التأثيرات والتأثيرات بين الجزيئات الصغيرة أكثر مباشرة ووضوحًا، مما يمنع بشكل فعال التوزيع غير المتساوي للبلورات داخل السبيكة.

سهولة التركيب: يمكن تركيبه عن طريق التوصيل بالشفاه القياسية دون تغيير معدات الإنتاج الحالية وتدفقات العمليات.

خفض تكاليف الإنتاج: تتطلب عملية صهر المعادن التقليدية كميات كبيرة من الوقود والكهرباء، بالإضافة إلى وقت معالجة طويل، مما يزيد من تكاليف العمالة وصيانة المعدات. أما معدات معالجة المعادن المنصهرة فتُسهم بشكل كبير في خفض هذه التكاليف.