Descripción

¿Por qué es importante el analizador de contenido de hidrógeno en una fundición de aluminio?

El hidrógeno se forma siempre que el aluminio fundido entra en contacto con el vapor de agua, y se disuelve fácilmente en la masa fundida. El gas tiende a salir de la solución y forma burbujas cuando la masa fundida se solidifica. Los efectos perjudiciales derivados de la presencia de un exceso de hidrógeno disuelto en el aluminio son numerosos.

El hidrógeno provoca porosidad en los productos de aluminio, lo que da lugar a numerosos defectos de fundición, a una reducción de las propiedades mecánicas, como la fatiga, y a una menor resistencia a la corrosión. Se utilizan varios métodos para reducir la cantidad de hidrógeno disuelto en la masa fundida, como el fundido en el horno antes del proceso de fundición o el uso de equipos de desgasificación en línea durante el proceso de fundición. El nuevo analizador de contenido de hidrógeno mide también durante la desgasificación por ultrasonidos

¿Cómo funciona la desgasificación por ultrasonidos en el aluminio fundido?

Por cortesía de www.ultrasonicdegassing.com

El tratamiento por ultrasonidos de los metales fundidos puede mejorar sustancialmente las propiedades de las piezas fundidas, en particular, su microestructura y sus propiedades mecánicas. Recientemente, los nuevos perfeccionamientos de la técnica mediante tecnología de ultrasonidos propia aportan importantes beneficios a la colada continua industrial, ofreciendo una alternativa a la desgasificación con argón, la sustitución de los aditivos de aleación maestra estándar y mejoras sustanciales en la microestructura.

Aquí veremos los mecanismos que subyacen a las interacciones ultrasónicas del metal líquido, en particular cómo se aplican a la desgasificación ultrasónica y al refinamiento del grano. Por último, examinaremos brevemente nuestra tecnología de ultrasonidos aplicada a la colada continua industrial.

Cavitación

Aplicada a los líquidos, incluidos el agua y los metales líquidos, la energía ultrasónica puede inducir la cavitación: la formación de microburbujas de vapor causadas por rápidos cambios de energía. Estas burbujas, o vacíos, se producen cuando la presión se reduce por debajo de la presión de vapor saturada de la fase líquida, y luego se colapsan o implosionan rápidamente bajo alta presión, produciendo una onda de choque y disipando una energía considerable. La cavitación se potencia cuando hay centros nucleantes, que suelen ser microburbujas e impurezas.

Al fundir aluminio y sus aleaciones, la presencia de hidrógeno, normalmente en su forma atómica, puede provocar problemas de porosidad en el producto final. Para evitarlo, se suele emplear un proceso de desgasificación. En un enfoque, se inyecta un gas inerte, como el argón, en la masa fundida, formando burbujas en las que el hidrógeno se difunde formando hidrógeno molecular.

Las burbujas de gas suben a la superficie y son expulsadas. Un enfoque alternativo consiste en someter la masa fundida a una presión reducida, pero ambos procesos presentan inconvenientes medioambientales y económicos.

Durante la desgasificación por ultrasonidos, las microburbujas que se forman durante el ciclo de baja presión proporcionan núcleos para la formación de burbujas de hidrógeno. Esencialmente, el hidrógeno se difunde hacia estas burbujas. Ayudadas por el flujo acústico inducido por ultrasonidos y la corriente, las burbujas de hidrógeno suben a la superficie de la masa fundida y son expulsadas.

Este proceso tiene muchas ventajas con respecto a los métodos tradicionales, como la reducción de los costes medioambientales y la mejora de la eficacia. La desgasificación efectiva por ultrasonidos reduce la porosidad de la colada aumentando tanto la resistencia como la ductilidad.

Resultados de la desgasificación ultrasónica del aluminio fundido:

• • Mejora de la homogeneización del metal, el refinamiento del grano y la mezcla de nuevas aleaciones.
  • Excelentes resultados de desgasificación por ultrasonidos (desfragmentación e inclusiones húmedas)
  • Excelentes resultados tras la vibración 'en el sumidero' de una fundición vertical Wagstaff DC.
  • Excelentes resultados en una línea de colada continua Bruno Presezzi.
  • Mejora de la microcristalización y de las características de la aleación en la fundición.
  • Reducción de la fricción entre una herramienta (por ejemplo, fundición, estirado, extrusión, moldeo).
  • Mejora del acabado de la superficie.