L'équipement de traitement de fusion de métal par ultrasons est composé de pièces de vibration ultrasonique et d'un générateur d'ultrasons : les pièces de vibration ultrasonique sont utilisées pour générer des vibrations ultrasoniques - comprenant principalement un transducteur ultrasonique, une corne ultrasonique et une tête d'outil (tête de transmission), et transmettre cette énergie de vibration à la fusion de métal.

Fonction de la fusion ultrasonique du métal :

1. Élimination des impuretés : les petites inclusions dans l'acier liquide ont beaucoup de mal à remonter à la surface. Ce n'est que lorsqu'elles se rassemblent qu'elles peuvent remonter plus facilement. L'utilisation d'un équipement de traitement par ultrasons des métaux en fusion pour ajouter des ultrasons à la solution permet de délaminer et d'agglomérer efficacement la poudre d'inclusion présente dans la solution grâce à l'onde stationnaire ultrasonique.

2. Dégazage par ultrasons : les ultrasons sont très efficaces pour éliminer les gaz du métal en fusion. Les vibrations ultrasonores élastiques permettent de dégazer complètement l'alliage en quelques minutes. Lorsque les vibrations ultrasonores pénètrent dans le métal en fusion, un phénomène de cavitation se produit, dû à la cavité créée après la rupture de la phase liquide, ce qui concentre le gaz dissous dans le métal liquide.

3. Affinage du grain : lors de la production de pièces moulées par solidification par vibrations ultrasonores, l'onde ultrasonore produit une pression acoustique alternée positive et négative et forme un jet. Parallèlement, grâce à l'effet non linéaire, elle produit un flux acoustique et un microflux acoustique, tandis que la cavitation ultrasonore produit un microflux à grande vitesse à l'interface entre le solide et le liquide.

L'effet de cavitation dans le liquide ultrasonique peut couper et détruire les dendrites, impacter le front de solidification, augmenter l'effet d'agitation et de diffusion, et purifier la structure, affiner le grain et homogénéiser la structure.

Outre les dommages mécaniques des dendrites causés par les vibrations, un autre rôle important de la solidification par vibration ultrasonore est d'améliorer le sous-refroidissement efficace du métal liquide et de réduire le rayon critique du noyau, afin d'augmenter le taux de nucléation et d'affiner les grains.

3. Amélioration de la qualité des brames : les équipements de traitement par ultrasons des métaux en fusion agissent sur le moule pour améliorer la qualité de surface des brames. La vibration du moule par ultrasons peut être utilisée pour les billettes, les blooms et les brames, sans glissement négatif. Lors de la coulée de billettes et de blooms, une surface de billette très lisse peut être obtenue après application des vibrations ultrasoniques au moule.