RU2186147C2 - Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов - Google Patents
Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186147C2 RU2186147C2 RU2000123139A RU2000123139A RU2186147C2 RU 2186147 C2 RU2186147 C2 RU 2186147C2 RU 2000123139 A RU2000123139 A RU 2000123139A RU 2000123139 A RU2000123139 A RU 2000123139A RU 2186147 C2 RU2186147 C2 RU 2186147C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- emitter
- mode
- length
- supersonic
- longitudinal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении слитков алюминиевых сплавов и фасонном литье заэвтектических силуминов поршневой группы. Техническим результатом изобретения является обеспечение стабильности резонансного режима излучения ультразвука в расплав и повышенной кавитационной стойкости в процессе непрерывной работы устройства, что ведет к получению металла с нужными свойствами. Технический результат достигается тем, что устройство для ультразвуковой обработки расплава содержит магнитострикционный преобразователь, концентратор ультразвуковых колебаний и излучатель, выполненный из ниобия, тантала или их сплавов, при этом рабочая часть излучателя покрыта слоем обработанного ультразвуком в режиме кавитации алюминия. Кроме этого, для работы в режиме продольных колебаний излучатель выполнен из отожженных прутков длиной, кратной 1/2 длины волны продольных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения, а для работы в режиме изгибных колебаний излучатель выполнен из отожженных листов или плит длиной, кратной 1/2 длины волны изгибных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при получении слитков алюминиевых сплавов и фасонном литье заэвтектических силуминов поршневой группы.
Ближайшим аналогом является устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов, состоящее из магнитострикционного преобразователя, концентратора ультразвуковых колебаний и излучателя, выполненного в виде кольца совместно с литниковой воронкой (авторское свидетельство СССР 973233, C 22 F 3/02, от 15.11.1982).
Недостатком этого устройства является низкая эффективность излучения ультразвука в расплав. Литниковая воронка является присоединенной массой к колебательной системе, что затрудняет расчет колебательной системы на резонансную частоту и не позволяет точно настроить все ультразвуковое устройство на резонансный режим. Указанные недостатки этого устройства не обеспечивают эффективную передачу ультразвуковой энергии в расплав. Это не позволяет организовать устойчивый режим ультразвуковой обработки в процессе всего непрерывного литья слитка и тем самым обеспечить равномерную структуру слитка по его длине и повысить качество получаемого металла.
Предлагается устройство для ультразвуковой обработки легких сплавов, состоящее из магнитострикционного преобразователя, концентратора ультразвуковых колебаний и излучателя, выполненного из ниобия, тантала и их сплавов.
Рабочая часть излучателя покрыта слоем обработанного ультразвуком в режиме развитой кавитации алюминия.
Для работы в режиме продольных колебании излучатель выполнен из отожженных горячепрессованных прутков длиной, кратной половине длины волны продольных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения.
Для работы в режиме изгибных колебаний излучатель выполнен из отожженных листов или плит, длина которых кратна половине длины волны изгибных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения.
Предлагаемое устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов отличается от ближайшего аналога тем, что излучатель выполнен из ниобия, тантала и их сплавов, при этом рабочая часть излучателя покрыта слоем обработанного ультразвуком в режиме кавитации алюминия. Предлагаемое устройство обеспечивает передачу ультразвука от излучателя непосредственно в расплав.
Для работы в режиме продольных колебаний излучатель выполнен из отожженных горячепрессованных прутков длиной, кратной половине длины волны ультразвука на частоте возбуждения.
Для работы в режиме изгибных колебаний излучатель выполнен из отожженных листов или плит.
Технический результат - стабильность резонансного режима излучения ультразвука в расплав и повышенная кавитационная стойкость в процессе непрерывной работы устройства, что ведет к получению металла с нужными свойствами.
Предлагаемое устройство обеспечивает работу всех звеньев на резонансной частоте. Поверхность излучателя, соприкасающаяся с кавитирующим расплавом, практически не разрушается, т. к. диффузия алюминия в ниобий, тантал и их сплавы крайне мала, что исключает образование на границе контакта с расплавом хрупких и твердых алюминидов. Излучатель сохраняет свои упругие свойства (модуль Юнга) при нагреве от комнатной температуры до температуры обрабатываемого расплава.
Все это приводит к повышению стойкости излучателя и стабильности резонансного режима излучения ультразвука в расплав, позволяя получить равномерную структуру по всей длине слитка и тем самым повысить качество получаемого металла.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где
на фиг.1 изображено предлагаемое устройство для работы в режиме продольных колебаний;
на фиг.2 изображено предлагаемое устройство для работы в режиме изгибных колебаний.
на фиг.1 изображено предлагаемое устройство для работы в режиме продольных колебаний;
на фиг.2 изображено предлагаемое устройство для работы в режиме изгибных колебаний.
Предлагаемое устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов состоит из магнитострикционного преобразователя (1), концентратора ультразвуковых колебаний (2) и излучателя (3), изготовленного из ниобия, тантала и сплавов на их основе.
Были изготовлены устройства для ультразвуковой обработки расплава с излучателями продольных колебаний из отожженных горячепрессованных прутков сплава ниобия с 5% молибдена и излучателями из отожженных горячекатаных плит из технического ниобия. Кроме того, инструмент-излучатель продольных колебаний был изготовлен из технического титана (прототип).
В тигельной печи готовили расплав алюминия высокой чистоты (99,99%) весом до 1 кг. При температуре 700-750oС проводили ультразвуковую обработку расплава на частоте 18 кГц с помощью излучателей продольных колебаний из отожженных прутков длиной 1/2 длины волны ультразвука, равной для ниобия и его сплавов 100 мм и для технического титана 140 мм.
Кроме того, проводили ультразвуковую обработку с помощью излучателя изгибных колебаний из технического ниобия, изготовленного из отожженных плит, длина инструмента кратна 1/2 длины волны изгибных колебаний, что на частоте 18 кГц составляет 12 мм.
Результаты химического анализа алюминия после ультразвуковой обработки (УЗО) от 2 мин до 100 ч с применением излучателей из технического ниобия, сплава ниобия с 5% молибдена и технического титана (аналог) представлены в табл. 1.
Исследовали влияние температуры на изменение упругих характеристик (модуль Юнга) при нагреве излучателей, изготовленных из разных материалов от комнатной температуры до 1000oС (табл. 2).
Таким образом, предлагаемое устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов имеет высокую кавитационную стойкость в расплаве алюминия и сохраняет стабильносгь упругих характеристик (модуль Юнга) в широком интервале температур - от комнатной до рабочих температур расплава. Все это позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства, позволяя сохранять рабочий режим обработки в процессе всего непрерывного литья слитка.
Claims (3)
1. Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов, содержащее магнитострикционный преобразователь, концентратор ультразвуковых колебаний и излучатель, отличающееся тем, что излучатель выполнен из ниобия, тантала или их сплавов, при этом рабочая часть излучателя покрыта слоем обработанного ультразвуком в режиме кавитации алюминия.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для работы в режиме продольных колебаний излучатель выполнен из отожженных прутков длиной, кратной 1/2 длины волны продольных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для работы в режиме изгибных колебаний излучатель выполнен из отожженных листов или плит длиной, кратной 1/2 длины волны изгибных колебаний ультразвука на частоте его возбуждения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123139A RU2186147C2 (ru) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123139A RU2186147C2 (ru) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2186147C2 true RU2186147C2 (ru) | 2002-07-27 |
| RU2000123139A RU2000123139A (ru) | 2002-08-10 |
Family
ID=20239816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123139A RU2186147C2 (ru) | 2000-09-07 | 2000-09-07 | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2186147C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696163C1 (ru) * | 2013-11-18 | 2019-07-31 | САУСВАЙР КОМПАНИ, ЭлЭлСи | Ультразвуковые датчики с выпускными отверстиями для газа для дегазации расплавленных металлов |
| RU2719820C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов |
-
2000
- 2000-09-07 RU RU2000123139A patent/RU2186147C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696163C1 (ru) * | 2013-11-18 | 2019-07-31 | САУСВАЙР КОМПАНИ, ЭлЭлСи | Ультразвуковые датчики с выпускными отверстиями для газа для дегазации расплавленных металлов |
| RU2719820C1 (ru) * | 2019-12-09 | 2020-04-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий" | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1802874B (zh) | 包括陶瓷喇叭的超声能量系统和方法 | |
| EP1959843B1 (en) | Amplifying ultrasonic waveguides | |
| EP1960123B1 (en) | Methods for producing ultrasonic waveguides having improved amplification | |
| WO2008080888A1 (en) | Device for producing ultrasonic vibrations | |
| CN108842076A (zh) | 一种Ni-Co-Cr-Ti-Ta系高熵共晶合金及其制备方法 | |
| RU2186147C2 (ru) | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов | |
| Puga et al. | Ceramic sonotrodes for light alloy melt treatment | |
| RU2719820C1 (ru) | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов | |
| CN104015244A (zh) | 一种激光近净成形Al2O3陶瓷结构件的方法 | |
| EP0477585B1 (en) | Diamond coated ultrasonic probe tips | |
| CN110117711A (zh) | 一种驱动非晶合金快速回春的方法 | |
| RU2003111589A (ru) | Способ электронно-лучевой обработки титановых сплавов | |
| RU188875U1 (ru) | Ультразвуковое волноводноизлучающее устройство для гомогенизации композиционного материала в расплаве | |
| RU2000123139A (ru) | Устройство для ультразвуковой обработки расплава легких сплавов | |
| RU2310522C2 (ru) | Ультразвуковое устройство и способ его изготовления | |
| Khmelev et al. | Ultrasonic Devices for Aluminum Melt Processing | |
| SU564126A1 (ru) | Устройство дл ультразвуковой сварки | |
| CN107130117B (zh) | 超声搅拌熔炼装置 | |
| Nie et al. | A New Method for Ultrasonic Treatment on the Melt of Steel | |
| SU390179A1 (ru) | Способ получения амальгам | |
| SU1527284A1 (ru) | Способ изготовлени стальных изделий | |
| JPS5945088A (ja) | セラミツクスの孔あけ加工装置 | |
| JPH09285761A (ja) | Ｔｉ−Ａｌ系合金製超音波振動子用ホーン | |
| SU1397501A1 (ru) | Способ ультразвуковой обработки инструмента | |
| JPS6048575B2 (ja) | 超音波による合金製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090908 |