Ultraäänimetallisulatekäsittelylaite koostuu ultraäänivärähtelyosista ja ultraäänigeneraattorista: ultraäänivärähtelyosia käytetään ultraäänivärähtelyn tuottamiseen – pääasiassa ultraäänimuuntimeen, ultraäänitorveen ja työkalupäähän (lähetyspää) – ja tämän värähtelyenergian siirtämiseen metallisulaan.

Ultraäänisen metallisulattimen toiminta:

1. Epäpuhtauksien poistaminen: Pienten sulkeumien on erittäin vaikea nousta pinnalle nestemäisessä teräksessä. Vasta niiden kerääntyessä ne nousevat pinnalle helpommin. Ultraäänimetallisulatekäsittelylaitteilla ultraääntä liuokseen lisätään, jolloin ultraääniseisova aalto voi delaminoida ja agglomeroida liuoksessa olevan sulkeumajauheen onnistuneesti.

2. Ultraäänikaasunpoisto: ultraäänellä on suuri vaikutus kaasun poistamiseen sulasta metallista. Ultraääni-elastisella värähtelyllä voidaan poistaa kaasu kokonaan seoksesta muutamassa minuutissa. Kun ultraäänivärähtelyä johdetaan sulaan metalliin, havaitaan kavitaatioilmiö, joka johtuu nestefaasin katkeamisen jälkeen syntyvästä ontelosta, johon nestemäiseen metalliin liuennut kaasu tiivistyy.

3. Rakeiden hienonnus: Valukappaleita valmistettaessa ultraäänivärähtelyjähmetysmenetelmällä ultraääniaalto tuottaa positiivisen ja negatiivisen vaihtelevan äänenpaineen ja muodostaa suihkun. Samanaikaisesti epälineaarisen vaikutuksen vuoksi se tuottaa äänivirtausta ja mikroäänivirtausta, kun taas ultraäänikavitaatio tuottaa suurnopeuksisen mikrosuihkun kiinteän ja nesteen rajapinnalle.

Ultraääninesteen kavitaatiovaikutus voi katkaista ja tuhota dendriittejä, vaikuttaa jähmettymisrintamaan, lisätä sekoittumisen ja diffuusion vaikutusta sekä puhdistaa rakennetta, hienontaa rakeita ja homogenisoida rakenteen.

Dendriittien mekaanisten vaurioiden lisäksi ultraäänivärähtelyn jähmettämisellä on tärkeä rooli nestemäisen metallin tehokkaan alijäähdytyksen parantamisessa ja kriittisen ytimen säteen pienentämisessä, mikä lisää ydintymisnopeutta ja parantaa jyvien rakenteen laatua.

3. Laattojen laadun parantaminen: Ultraäänimetallisulatekäsittelylaitteet voivat parantaa muottiin laattojen pinnan laatua. Muotin ultraäänivärähtelyä voidaan käyttää aihioiden, kuoppien ja laattojen valuun, eikä ultraäänivärähtelyä käytettäessä synny negatiivista liukumista. Aihioiden ja kuoppien valussa muottiin saadaan erittäin sileä aihion pinta ultraäänivärähtelyn avulla.