超音波金属溶融加工装置は、超音波振動部品と超音波発生器で構成されています。超音波振動部品は、主に超音波トランスデューサー、超音波ホーン、ツールヘッド（送信ヘッド）などから成り、超音波振動を発生させ、その振動エネルギーを金属溶融物に伝達します。

超音波金属溶解の機能：

1. 不純物の除去：溶鋼中の微細介在物は浮上しにくいため、凝集して初めて浮上しやすくなります。超音波金属溶融処理装置を用いて溶液に超音波を照射すると、超音波定在波によって溶液中の介在物粉末を剥離・凝集させることができます。

2. 超音波脱ガス：超音波は溶融金属からガスを除去するのに大きな効果があります。超音波弾性振動は、数分で合金を完全に脱ガスすることができます。超音波振動を溶融金属に導入すると、キャビテーション現象が発生することが分かっています。これは、液相の連続性が破れた後に発生する空洞によって生じ、溶融金属に溶解していたガスがそこに濃縮されるためです。

3. 結晶粒微細化：超音波振動凝固法で鋳物を製造する際、超音波は正負の交番音圧を発生させ、ジェットを形成します。同時に、非線形効果により音流と微小音流が発生し、超音波キャビテーションにより固体と液体の界面に高速の微小ジェットが発生します。

超音波液体中のキャビテーション効果は、デンドライトを切断して破壊し、凝固前面に衝撃を与え、攪拌と拡散の効果を高め、構造を浄化し、粒子を微細化し、構造を均質化します。

振動によるデンドライトの機械的損傷に加えて、超音波振動凝固のもう一つの重要な役割は、液体金属の有効な過冷却を改善し、臨界核半径を縮小して、核形成速度を高め、粒子を微細化することです。

3. スラブ品質の向上：超音波溶融金属処理装置は鋳型に作用し、スラブの表面品質を向上させます。超音波による鋳型の振動は、ビレット、ブルーム、スラブのいずれにも適用でき、超音波振動によるマイナス滑りは発生しません。ビレットとブルームを鋳造する場合、鋳型に超音波振動を加えることで、非常に滑らかなビレット表面が得られます。