تنقية سبائك الألومنيوم

يُعد تنقية سبائك الألومنيوم في إطار مراقبة الجودة الحلقة الأهم في عملية مراقبة جودة أسلاك سبائك الألومنيوم. فالتقليل من الشوائب الغازية والشوائب غير المعدنية في قضبان الصب المستخدمة في صناعة الأسلاك يمكن أن يقلل من انكسار الأسلاك الناتج عن الفقاعات أو الشوائب، ويحد من التقصف الهيدروجيني، ويحسن من مقاومة الشد ومقاومة التعب والتوصيلية الكهربائية. تتكون شوائب ذوبان سبائك الألومنيوم بشكل أساسي من شوائب غازية وشوائب غير معدنية.

تنقية سبائك الألومنيوم

مصادر شوائب الغاز والعوامل المؤثرة:

الشوائب الغازية الرئيسية في سبائك الألومنيوم هي الهيدروجين. والمصدر الرئيسي للهيدروجين في الألومنيوم المنصهر هو ذرات الهيدروجين الناتجة عن تفاعل الماء مع الألومنيوم السائل. وعندما تكون درجة الحرارة أقل من 250 درجة مئوية، يتلامس الألومنيوم مع الرطوبة الموجودة في الهواء ويتفاعل معها لينتج الهيدروجين وهيدروكسيد الألومنيوم. ويتفاعل هيدروكسيد الألومنيوم مرة أخرى عند 400℃ لينتج أكسيد الألومنيوم والهيدروجين. يتواجد الألومينا في سائل الألومنيوم على شكل خبث الألومنيوم، بينما يتوزع الهيدروجين بشكل أساسي في الفراغات بين ذرات المعدن على شكل ذرات أو أيونات في الألومنيوم المنصهر، وتظل كمية صغيرة منه معلقة في السائل المنصهر على شكل فقاعات جزيئية. قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم الصلب منخفضة جدًّا. أثناء تصلب الألومنيوم المنصهر، تترسب كمية كبيرة من الهيدروجين من المادة المنصهرة، مكونةً فقاعات في البلاطة المصبوبة، مما يؤثر على أداء المنتج.

العوامل التي تؤثر على محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر هي كما يلي:

الضغط الجزئي للغاز في بيئة الصهر. عند نفس درجة الحرارة، تزداد قابلية ذوبان الهيدروجين في المعدن مع زيادة الضغط الجزئي للهيدروجين في تركيبة غاز الفرن. ولذلك، فإن قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم المصهور في الفرن الشعلة أكبر منها في الفرن الكهربائي. وقد أثبتت الممارسة أن محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر يختلف باختلاف الفصول والمناطق حسب رطوبة الهواء، ويزداد محتوى الهيدروجين مع زيادة رطوبة الهواء.

درجة حرارة الانصهار. توجد أيضًا علاقة ارتباط إيجابي بين درجة حرارة الانصهار ومحتوى الهيدروجين في المادة المنصهرة. فكلما ارتفعت درجة حرارة الانصهار، زادت كمية الهيدروجين التي تمتصها مادة الألومنيوم المنصهرة.

تأثير عناصر السبائك. تعمل عناصر السبائك التي تتمتع بقوة ارتباط هيدروجينية أكبر، مثل التيتانيوم والزركونيوم والمغنيسيوم وغيرها، على زيادة قابلية ذوبان الهيدروجين في السبيكة. أما العناصر مثل النحاس والسيليكون والمنغنيز والزنك، فيمكنها أن تقلل من قابلية ذوبان الهيدروجين في سبائك الألومنيوم. تنتمي سبائك الألومنيوم-المغنيسيوم-السيليكون عالية القوة إلى فئة سبائك الألومنيوم متوسطة القوة الممتصة للهيدروجين.

كما أن حالة طبقة الأكسيد الموجودة على سطح معدن الألومنيوم المنصهر ومدة عملية الصهر تؤثران أيضًا بشكل مختلف على محتوى الهيدروجين في معدن الألومنيوم المنصهر.

تقدم شركة AdTech مواد صهر،, وحدة إزالة الغازات, مرشح رغوي خزفي, ، ووحدة ترشيح لتنقية سبائك الألومنيوم.