يُعد تنقية مادة الصهر في صناعة سبائك الألومنيوم عاملاً أساسياً لتحسين جودة معالجة سبائك الألومنيوم، كما أنه الأساس الذي يحدد مدى جودة المنتج النهائي أو تدهور جودته. وقد استخدمت سبائك الألومنيوم A356 المصبوبة على نطاق واسع في منتجات مثل السيارات والدراجات النارية نظرًا لخصائصها الممتازة في الصب والمعالجة الحرارية والتصنيع والخصائص الميكانيكية، وأصبحت واحدة من أهم سبائك الألومنيوم المصبوبة من سلسلة AI-Si. تنتج العيوب الرئيسية لسبائك الألومنيوم المصبوبة — مثل المسام وشوائب الخبث — عن الجسيمات الصلبة مثل الغازات والأكاسيد المتبقية في السبيكة. لذلك، من أجل الحصول على مادة مصهورة عالية الجودة، لا يقتصر الأمر على اختيار عملية الصهر الصحيحة والمعقولة فحسب، بل إن معالجة تكرير وتنقية المادة المصهورة تعد أيضًا أمرًا بالغ الأهمية.
في البنية المعدنية لسبائك الألومنيوم A356 التي لم تخضع لمعالجة تنقية الصهر، تظهر شوائب كبيرة متكتلة، وتظهر مرحلة السيليكون اليوتكتية الشبيهة بالإبر في البنية المجهرية، كما أن التشعبات الشبيهة بالقضبان تكون خشنة. أما في البنية المعدنية بعد تدفق حبيبي بعد المعالجة، تنخفض الشوائب بشكل ملحوظ، وتصبح الشوائب دقيقة ومتناثرة، كما تتوزع التشعبات الدقيقة بشكل متساوٍ. تتميز معالجة التدفق الحبيبي بمعدل عالٍ لإزالة الشوائب وتأثير جيد في إزالة الهيدروجين. ينخفض محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر بعد معالجة التنقية باستخدام مادة التسييل الحبيبية. ويمكن ملاحظة أن معالجة سبائك الألومنيوم A356 باستخدام مادة التسييل الحبيبية لها تأثير جيد في إزالة الغازات والشوائب، مما يشير أيضًا إلى أن الشوائب الموجودة في الألومنيوم المنصهر تلعب دورًا مهمًا في تكوين المسام.
تأثير درجة حرارة الانصهار على تنقية مادة التلحيم في صب الألومنيوم
مدة بقاء تكرير التدفق تستغرق المعالجة 10 دقائق. ومع ارتفاع درجة حرارة معالجة التنقية، يزداد أيضًا محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر. بعد تسخين الألومنيوم المنصهر المعالج بالمذيب إلى 850 درجة مئوية، يتم تبريد الفرن إلى 720 درجة مئوية، ويختلف تأثير التنقية بعد إجراء المعالجة عند 720 درجة مئوية. بالمقارنة مع معالجة التنقية عن طريق التسخين مباشرة إلى 720 درجة مئوية، فإن محتوى الشوائب ومحتوى الهيدروجين في سبائك الألومنيوم A356 بعد التسخين الزائد ثم تبريد الفرن إلى 720 درجة مئوية لإجراء معالجة التنقية قد تغيرا بشكل ملحوظ، وقد زاد محتوى الشوائب، كما زاد محتوى الهيدروجين. إن زيادة كمية مادة التذويب ستقلل من تأثير التنقية الذي توفره هذه المادة، مما يؤثر في النهاية على الخصائص الميكانيكية، وتقل قوتها بشكل كبير.
بعد ارتفاع درجة الحرارة، يتم خفضها من أجل مواد صهر الألومنيوم المصبوب معالجة التنقية، ويمكن ملاحظة وجود العديد من الشوائب الكبيرة الحجم في البنية المعدنية للسبائك. ويؤدي وجود هذه الشوائب إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية للسبائك. ويتضح أن التحكم في درجة حرارة الصهر يلعب دورًا بالغ الأهمية في عملية تنقية ذوبان الألومنيوم A356.
إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًّا، فلن تؤثر على أداء مادة التذويب؛ أما إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًّا، فإن سائل الألومنيوم يصبح عرضةً للتأكسد والتبخر، مما يقلل من فعالية تنقية مادة التذويب. ولذلك، ينبغي عمومًا التحكم في درجة حرارة عملية التنقية باستخدام مادة التذويب بحيث تتراوح بين 720 و740 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، مع ارتفاع درجة حرارة معالجة التنقية، يكون التغير في محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر بعد التنقية عن طريق معالجة إزالة المادة المساعدة مستقرًا نسبيًا ويظل عند مستوى منخفض نسبيًا.