إزالة الغازات من الألومنيوم

يُعد إزالة الغازات من سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للخصائص الميكانيكية للمسبوكات. ويُعد امتصاص الهيدروجين السبب الرئيسي لتكوّن الثقوب الدقيقة في مسبوكات سبائك الألومنيوم، فضلاً عن انخفاض مقاومة التسرب الهوائي وتدهور الخصائص الميكانيكية. ولذلك، يجب اتخاذ تدابير متنوعة للتحكم بشكل صارم في محتوى الهيدروجين والغازات الأخرى.

تدابير التحكم في محتوى الهيدروجين

1. قبل إدخال الحمولة إلى الفرن، من الضروري إزالة الصدأ وبقع الزيت منها بشكل دقيق، وتسخينها مسبقًا إلى الدرجة المحددة.
2. يجب تسخين الفرن قبل إضافة الحمولة لإزالة الرطوبة الموجودة فيه، وذلك لمنع الرطوبة والهيدروكربونات من ملامسة الحمولة.
3. قبل ملامسة سبائك الألومنيوم المنصهرة، يجب تسخينها مسبقًا بشكل كامل لإزالة الرطوبة، كما يجب تغطية سطح الأدوات الحديدية بطبقة واقية.
4. التحكم في درجة حرارة ووقت الصهر، ومنع ارتفاع درجة حرارة خليط الألومنيوم المصهور بشكل مفرط وتكوّن الغازات، واستخدام عامل تكرير لتكرير ذوبان سبائك الألومنيوم. يجب تجفيف عامل التكرير تمامًا قبل استخدامه.
5. يتم ترسيب الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر عن طريق شطف الألومنيوم المنصهر الموجود في وحدة النقل بغاز خامل، وذلك بهدف تقليل محتوى الهيدروجين في سبيكة الألومنيوم المنصهرة.

تشير عملية الغاز إلى نقل الألومنيوم المنصهر الموجود في وحدة النقل إلى وحدة إزالة الغازات من الألومنيوم, ، وتزويد الألومنيوم المنصهر بغاز خامل عبر فتحات التهوية الموجودة في الدوار الجرافيتي لترسيب الهيدروجين، مما يؤدي إلى خفض محتوى الهيدروجين في السائل المنصهر. في عملية الصهر العادية، يتم تحسين عملية إزالة الغازات أثناء النقل، وتُستخدم أنواع مختلفة من الغازات الخاملة لملء سائل سبائك الألومنيوم المنقول، بحيث يمكن ترسيب الهيدروجين الموجود في سائل سبائك الألومنيوم بشكل فعال، مما يؤدي إلى خفض قيمة كثافة سائل سبائك الألومنيوم.

نختار نوعين مختلفين من الغازات الخاملة: النيتروجين والأرجون، ونقوم بخلطهما بنسب مختلفة، ثم نزيل الغازات منهما أثناء النقل. من خلال البيانات التجريبية، يمكن ملاحظة أنه في حالة استخدام نسبة أعلى من الأرجون لإزالة الغازات أثناء النقل، فإن قيمة الكثافة ستنخفض بشكل ملحوظ، لكن تكلفة الإنتاج من حيث استخدام إزالة الغازات ستزداد بأكثر من 25%. وبعد مناقشة شاملة ودراسة عوامل مثل التحكم في تكاليف الإنتاج، قررت الدراسة في النهاية استخدام النيتروجين.