ترشيح الألومنيوم المنصهر لأغراض الصب

في الواقع، غالبًا ما يحتوي المعدن المنصهر، ولا سيما الألومنيوم المنصهر، على جسيمات صلبة محبوسة، وهي ضارة بالمنتج المعدني النهائي المصبوب. تظهر هذه المواد الصلبة المحبوسة على شكل شوائب في المنتج المصبوب النهائي بعد تصلب المعدن المنصهر، وتؤدي إلى انخفاض ليونة المنتج النهائي أو ضعف نعومته وخصائص أنودة السطح. قد تنشأ الشوائب من عدة مصادر. على سبيل المثال، قد تنشأ الشوائب من طبقة أكسيد سطحية تتكسر وتُجر مع المعدن المنصهر الناتج. بالإضافة إلى ذلك، قد تنشأ الشوائب من شوائب غير قابلة للذوبان، مثل الكربيدات أو البوريدات أو المواد المقاومة للحرارة المتآكلة في الفرن والحوض. لذا، فإن ترشيح الألومنيوم المنصهر للصب أمر ضروري.

وبطبيعة الحال، هناك حاجة ماسة لتصميم مرشح محسّن لإزالة أو تقليل المواد الصلبة المحمولة في المنتج النهائي المصبوب، لا سيما ترشيح الألومنيوم المنصهر المستخدم في الصب، خاصةً عندما يُستخدم المعدن الناتج في المنتجات الزخرفية، مثل سلسلة الحواف أو الألواح الزخرفية المصنوعة من سبائك الألومنيوم، مثل سبائك الألومنيوم 5252 و5657. ومن بين سبائك الألومنيوم الأخرى التي تستفيد من الترشيح المحسّن رقائق المكثفات المصنوعة من سبائك الألومنيوم من سلسلة 1000، مثل سبائك الألومنيوم 1145 و1188. ومن أجل تقليل عيوب الثقوب الدقيقة في منتجات السكك الحديدية الخفيفة وتعظيم كفاءة الدرفلة؛ تُستخدم السبائك المبثوقة عالية القوة، مثل سبائك الألومنيوم 2024 و7075، للحصول على جودة عالية في المعالجة بالموجات فوق الصوتية؛ والسبائك المبثوقة من سلسلة 6000، مثل سبائك الألومنيوم 6061، من أجل تحقيق إنتاجية أعلى في عملية البثق.

تتسبب الشوائب المذكورة أعلاه في انخفاض أداء السبيكة المتصلبة النهائية، كما تؤدي إلى انخفاض كفاءة المعالجة وتدهور أداء المنتج النهائي. على سبيل المثال، أحد أنواع عيوب التشطيب التي تكتسب أهمية خاصة في الشرائط أو الألواح الزخرفية المصنوعة من سبيكة الألومنيوم 5252 هو عيب دقيق يُعرف باسم «العيب الخطي».

تساهم عمليات معالجة الذوبان الصارمة (مثل التدفق الغازي) في تقليل حدوث مثل هذه العيوب إلى أدنى حد. ومع ذلك، لا تستطيع هذه الطرق الحد منها بنجاح إلى مستوى مرضٍ بالنسبة للتطبيقات الحرجة. وعادةً ما يُستخدم ترشيح الذوبان لتقليل مدى انتشار هذه العيوب وغيرها من العيوب الناتجة عن الشوائب الموجودة في الذوبان. ويتمثل الشكل الأكثر شيوعًا لترشيح المادة المنصهرة في استخدام شبكة من القماش الزجاجي المنسوج المفتوح، تُوضع في خزان النقل والصب أو في بركة المعدن المنصهر فوق سبيكة متصلبة. وقد تبين أن هذه المرشحات فعالة جزئيًا فقط لأنها لا تزيل سوى الشوائب الأكبر حجمًا. ومن المرشحات الأخرى الشائعة الاستخدام، على سبيل المثال، مرشح الطبقة المصنوع من الألومينا على شكل ألواح. وتنتج عن هذه المرشحات عيوب عديدة، وأخطرها هو الصعوبة الهائلة التي تواجه التحكم في حجم المسام والحفاظ عليه، وهو أمر ضروري لترشيح فعال. وتكمن صعوبة أخرى في هذه المرشحات في أنها تميل إلى إنتاج معدن ذي جودة أولية رديئة في بداية كل دورة صب مستمر. ويؤدي هذا السلوك إلى ما يُسمى بـ“تأثير التلامس” بين السبائك، أي أنه يجب التخلص من السبائك التي تحتوي على أجزاء متلامسة ذات جودة رديئة نسبيًا وإعادة تدويرها. علاوة على ذلك، حتى في حالة عدم استخدام أي مرشح، يجب أن يظل المعدن الموجود في المرشح الطبقي في حالة انصهار.

لذلك، قامت شركة AdTech بتصميم مرشح رغوي خزفي وطريقة ترشيح الألومنيوم المنصهر المستخدم في الصب، وهي طريقة مفيدة بشكل خاص لترشيح المعادن المنصهرة. ويتميز المرشح الرغوي الخزفي بمزايا عديدة في ترشيح المعادن المنصهرة، ولا سيما الألومنيوم المنصهر، كما أنه يسهل تحضيره بتكلفة معقولة. ولا يتسبب هذا المرشح في تلوث المادة المنصهرة ولا يؤدي إلى تدهور الخصائص المطلوبة في المنتج المعدني النهائي.