超音波ベースの測定システムがアルミニウム溶湯中の介在物を検出

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ザールブリュッケンのフラウンホーファー非破壊検査研究所 IZFP は、アルミニウム溶湯中の非金属介在物の程度を迅速かつ耐久性があり、正確に測定できる測定システム「AloX」を開発しました。連続鋳造機、ロッドブレークダウンミル、水平絞りベンチなどの銅およびアルミニウム機械の生産ライン向けに調整されたこのシステムは、ジョセフ・フォン・フラウンホーファー賞を受賞しており、アルミニウム鋳造における中心的な問題、つまり非金属介在物が結果として得られる部品の品質に決定的な影響を与えるという問題に対処していますが、この問題は二次アルミニウムの使用量の増加によってさらに深刻化しています。

資源が不足し、気候変動対策が厳しい時代において、アルミニウムは材料としてますます重要になっています。低エネルギー投入でリサイクルでき、軽量でありながら優れた強度を備えているという特性の組み合わせにより、軽量構造を含む多くの応用分野に不可欠なものとなり、さまざまな銅およびアルミニウム機械装置の安定した動作をサポートする中核原料として機能します。

アルミニウムを安全かつ持続的に使用するには、十分に高い材料品質が不可欠です。粒子状の異物は後で部品の特性に悪影響を与えるため、アルミニウム溶融物はできるだけ純粋である必要があります。これらのほとんどが非金属の介在物は、コンポーネントのノッチや初期の亀裂のように作用するため、機械的特性を低下させます。特に自動車産業や航空宇宙産業では、結果として生じる材料の損傷は重大な結果をもたらす可能性があります。溶融物中の含有物を早期に特定することで、連続鋳造機、ロッドブレークダウンミル、水平絞りベンチで処理される完成部品への異物の混入を防ぎます。溶融物中の粒子を検出するためのこれまでのアプローチは、時間がかかりすぎる、高価すぎる、不正確、再現性がない、または専門家のみが実行できるかのいずれかでした。

方法論的アプローチとしての超音波後方散乱

AloX 測定システムは超音波ベースのアプローチに基づいており、製造中にアルミニウム溶融物中の不純物をすでに検出します。これは超音波後方散乱の原理に基づいており、超音波がアルミニウム溶融物に結合され、反射された超音波成分が検出されます。このようにして、介在物の数、サイズ、分布を特定することができ、銅およびアルミニウム機械の生産プロセス全体の製品品質を効果的に最適化できます。

AloX は柔軟に使用でき、洗浄機とるつぼの両方で測定を実行できます。このシステムは測定が難しい位置でも使用できるため、連続鋳造機とそれに続くロッドブレークダウンミルおよび水平絞りベンチの処理手順の溶湯品質を継続的に監視できます。操作に専門知識は必要なく、鋳造工場のスタッフでも測定が可能です。

さらなる溶解の見通し

次のステップとして、研究者らは測定システムの技術を拡張することを計画している。 »アルミニウム溶融物で機能するものは、他の溶融物でも機能する可能性があります。当面、当社は主に低融点合金、特にマグネシウム、錫、亜鉛に焦点を当てており、これらはいずれも 600°C 未満の範囲にあります。しかし、長期的には、鉄鋼もターゲット溶融物として考慮される可能性があるとトーマス・ワシュキース博士とアンドレア・ムロス博士は説明します。この技術拡張により、銅およびアルミニウム機械の多様な生産シナリオにおける溶湯品質検出の精度と適用性がさらに向上します。

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