تُعد إضافات سبائك الألومنيوم من المواد المهمة في عملية صهر سبائك الألومنيوم. وخلال عملية صهر الألومنيوم وسبائكه، من الضروري إضافة معادن مثل التيتانيوم والنحاس والمنغنيز والحديد، حيث يمكنها تعديل تركيبة سبائك الألومنيوم. تعد الإضافات المعدنية منتجًا جديدًا يحل محل سبائك الألومنيوم الرئيسية. وهي عبارة عن قطعة على شكل كتلة يتم تشكيلها عن طريق ضغط مسحوق معدني نقي ومواد مساعدة ذات خصائص معينة بنسب محددة وخلطها بشكل متجانس.
يمكن أن يؤدي استبدال السبائك الرئيسية بالمضافات المعدنية إلى تبسيط عملية صهر سبائك الألومنيوم، وتوفير الطاقة والمواد الخام، وخفض تكاليف الإنتاج، والمساعدة في التحكم الدقيق في تركيبة السبائك وتحسين جودة المنتج. كما تتميز المضافات المعدنية بمحتوى معدني عالٍ، وحجم صغير، وسهولة التخزين والنقل والاستخدام.
مضافات التيتانيوم
مضافات التيتانيوم وهي ذات شكل أسطواني، وتُستخدم لتنقية حبيبات سبائك الألومنيوم، وضبط درجة نقاء التيتانيوم في سبائك الألومنيوم، وتحسين متانتها.
مضافات المنغنيز
تتميز مادة المنغنيز المضافة بشكلها الأسطواني، وهي مناسبة لتعديل نسبة المنغنيز في سبائك الألومنيوم وتحسين متانة السبيكة.
مضافات الحديد (Fe)
تتميز مادة Fe المضافة بشكلها الأسطواني، وتُستخدم لتعديل محتوى الحديد في سبائك الألومنيوم.
مضافات النحاس
تتميز مادة النحاس المضافة بشكل أسطواني، وتُستخدم لتعديل نسبة النحاس في سبائك الألومنيوم.
مضافات Cr
تتميز مادة Cr Additive بشكلها الأسطواني، وهي مناسبة لتعديل نسبة الكروم في سبائك الألومنيوم.
مُعدِّل السترونتيوم
مُعدِّل السترونتيوم يتميز بشكل اللوح، ويُستخدم لتغيير بنية الشبكة لسبائك الألومنيوم في عملية الصب الدقيق.
كيفية استخدام إضافات سبائك الألومنيوم
بناءً على كمية الألومنيوم في السبيكة والمقدار الفعلي للمضافات، قم بحساب كمية المضافات المعدنية المطلوب إدخالها. حافظ على درجة حرارة الألومنيوم المنصهر في نطاق 730-750 ℃. قم بإزالة غلاف المواد المضافة المعدنية من التيتانيوم (Ti) والمنغنيز (Mn) والحديد (Fe) والنحاس (Cu) والكروم (Cr)، ثم أضف المواد المضافة المعدنية إلى الألومنيوم المنصهر. أغلق باب الفرن واترك المزيج يغلي ببطء لمدة 20-30 دقيقة. بعد ذلك، قم بتقليب المزيج يدويًا أو باستخدام محرك كهرومغناطيسي لمدة 10 دقائق، ثم قم بإزالة الخبث. بعد ذلك، اضبط درجة الحرارة واترك المزيج يغلي برفق لمدة 10 دقائق. بعد التقليب الكامل مرة أخرى، قم بالتصفية باستخدام عامل التصفية لمدة 15 دقيقة ثم قم بإزالة الخبث لتحقيق عملية صناعة السبائك بشكل كامل.
بعد إضافة المضافات المعدنية إلى المادة المنصهرة، وبما أن كثافة المضافات المعدنية أعلى من كثافة الألومنيوم المنصهر، فإنها تتحرك تدريجيًا نحو قاع الفرن. يتفاعل مادة التسييل الموجودة في المادة المضافة المعدنية مع الأكسيد الموجود في الألومنيوم المنصهر، ويحدث تحلل طارد للحرارة ومفجر قليلاً. يؤدي هذا التفاعل إلى انتشار كتل المادة المضافة تدريجيًا في الألومنيوم المنصهر. في هذا الوقت، بعد معالجة التنشيط، يذوب مسحوق المعدن النقي ذو المساحة السطحية النوعية الكبيرة جدًا وينتشر بسرعة في الألومنيوم المنصهر. عندما يتلامس سطح مسحوق المعدن الناعم مع الألومنيوم المنصهر، يحدث فرق في تركيز العنصر في جميع أنحاء الألومنيوم المنصهر، مما يعزز توازن تركيزه في الألومنيوم المنصهر. هذا هو المبدأ الذي يتيح لمسحوق المعدن الناعم جدًّا أن يذوب بسرعة لتحقيق عملية صناعة السبائك.
اختيار المواد المضافة المعدنية
عند تحضير الألومنيوم المنصهر، من الشائع إضافة عناصر السبائك إلى الألومنيوم المنصهر في شكل المواد المضافة المعدنية. وفقًا للمعلومات ذات الصلة، يمكن لمواد الحديد والمنغنيز والنحاس أن تحلّ محل سبيكة الألومنيوم والحديد الرئيسية، وسبيكة الألومنيوم والمنغنيز الرئيسية، والنحاس المعدني بأمان. تتميز الإضافات المعدنية بمزايا عديدة، منها ارتفاع نسبة عناصر السبائك، وارتفاع العائد الفعلي، وخلوها من الصوديوم والكلور، وغيرها، كما أنها تؤدي دورًا في إزالة الغازات وإزالة الخبث.
ينبغي مراعاة النقاط التالية عند اختيار إضافات المعادن
- ما إذا كان العائد الفعلي لعناصر السبائك يفي بالمتطلبات.
- ما إذا كانت درجة الحرارة المضافة تقع ضمن نطاق درجة حرارة الانصهار.
- ما إذا كان تكوين المذيب يؤثر على جودة المنتج النهائي.
- التأثير على البيئة.
