Urządzenie do ultradźwiękowego topienia metalu składa się z części wytwarzających drgania ultradźwiękowe oraz generatora ultradźwiękowego: części wytwarzające drgania ultradźwiękowe służą do generowania drgań ultradźwiękowych – głównie przetwornika ultradźwiękowego, tuby ultradźwiękowej oraz głowicy narzędzia (głowicy nadawczej) – i przekazują energię drgań do stopionego metalu.

Funkcja ultradźwiękowego topienia metalu:

1. Usuwanie zanieczyszczeń: bardzo trudno jest małym inkluzjom w ciekłej stali unosić się na powierzchni. Dopiero gdy się zbierają, łatwiej będzie unosić się na powierzchni. Używając ultradźwiękowego sprzętu do obróbki stopu metalu, aby dodać ultradźwięki do roztworu, ultradźwiękowa fala stojąca może skutecznie rozwarstwić i aglomerować proszek inkluzyjny w roztworze.

2. Odgazowywanie ultradźwiękowe: ultradźwięki mają duży wpływ na usuwanie gazu z roztopionego metalu. Elastyczne drgania ultradźwiękowe mogą całkowicie odgazować stop w ciągu kilku minut. Gdy drgania ultradźwiękowe są wprowadzane do roztopionego metalu, okazuje się, że występuje zjawisko kawitacji, które jest spowodowane wnęką utworzoną po przerwaniu ciągłości fazy ciekłej, więc gaz rozpuszczony w ciekłym metalu koncentruje się w nim.

3. Uszlachetnianie ziarna: podczas produkcji odlewów metodą krzepnięcia wibracji ultradźwiękowych fala ultradźwiękowa wytworzy dodatnie i ujemne naprzemienne ciśnienie dźwięku i uformuje strumień. Jednocześnie, ze względu na efekt nieliniowy, wytworzy przepływ dźwięku i mikrostrumień dźwięku, podczas gdy kawitacja ultradźwiękowa wytworzy szybki mikrostrumień na granicy między ciałem stałym a cieczą.

Efekt kawitacji w cieczy ultradźwiękowej może powodować odcinanie i niszczenie dendrytów, wpływać na front krzepnięcia, zwiększać efekt mieszania i dyfuzji, oczyszczać strukturę, rozdrabniać ziarno i homogenizować strukturę.

Oprócz mechanicznych uszkodzeń dendrytów wywołanych wibracjami, inną ważną rolą krzepnięcia za pomocą wibracji ultradźwiękowych jest poprawa efektywnego przechłodzenia ciekłego metalu i zmniejszenie krytycznego promienia zarodka, tak aby zwiększyć szybkość zarodkowania i rozdrobnić ziarna.

3. Poprawa jakości płyty: ultradźwiękowe urządzenia do obróbki stopu metalu mogą oddziaływać na formę, aby poprawić jakość powierzchni płyty. Wibracje formy za pomocą ultradźwięków mogą być stosowane do kęsów, odprysków i płyt, a nie występuje negatywne poślizgi, gdy stosowane są ultradźwiękowe wibracje. Podczas odlewania kęsów i odprysków, bardzo gładką powierzchnię kęsów można uzyskać po zastosowaniu ultradźwiękowych wibracji do formy.