A medida que sigue creciendo la demanda de piezas fundidas de metales no ferrosos (especialmente de aluminio y aleaciones de aluminio), también aumenta la presión sobre las fundiciones para que mejoren la calidad de las piezas fundidas. Dadas las especificaciones técnicas de la mayoría de las aplicaciones industriales, entre las que se incluyen la construcción, la ingeniería, el transporte y, en particular, los sectores aeroespacial y de la automoción, cuyo uso ha aumentado rápidamente en los últimos años. Con el fin de eliminar las impurezas de la masa fundida y obtener un metal más limpio y de mejor calidad, uno de los métodos de limpieza más comunes y eficaces utilizados por las fundiciones es la desgasificación rotativa para la fundición.
Existen dos tipos principales de impurezas en el aluminio fundido: el hidrógeno disuelto y las inclusiones sólidas no metálicas.
A medida que el metal se enfría, el hidrógeno disuelto se escapa de la solución y forma poros perjudiciales. Esta porosidad y las inclusiones sólidas no metálicas reducen la resistencia y afectan negativamente al rendimiento final de las piezas fundidas de aluminio.
Esta reacción da lugar a la formación de capas de óxido en la superficie del metal fundido durante el proceso de fusión y la posterior transferencia del metal fundido. Los óxidos producidos quedan atrapados en la mayor parte del material fundido y, posteriormente, se transfieren a la pieza fundida acabada. Otras inclusiones no metálicas, como los carburos, los nitruros o los boruros, pueden proceder de fuentes tales como los materiales de los crisoles u otros materiales refractarios.
Cualquier inclusión que se produzca provocará defectos estructurales en la pieza fundida, lo que afectará negativamente a sus propiedades mecánicas, además de causar dificultades en el procesamiento y podría dañar la máquina herramienta.
Por lo tanto, para conseguir la mejor calidad, es necesario eliminar el hidrógeno disuelto y las inclusiones no metálicas del metal fundido antes de la colada.
A medida que aumenta la demanda mundial de volumen y calidad de las piezas de fundición de aluminio, el sector se globaliza cada vez más y la competencia entre las fundiciones se vuelve cada vez más intensa. Las fundiciones deben aplicar los procesos más eficientes y rentables para poder ofrecer piezas de fundición a precios competitivos.
La desgasificación rotativa para fundición se utiliza para limpiar el metal y consiste en un proceso físico en el que se emplea un flujo de gas inerte. Se recomienda desgasificar el aluminio con nitrógeno seco o argón. El hidrógeno disuelto en el material fundido se difunde hacia las burbujas ascendentes del gas de flujo y es transportado hasta la superficie del material fundido. Los óxidos y otras inclusiones no metálicas se eliminan principalmente mediante flotación, ya que pequeñas burbujas inertes se adhieren al óxido y flotan hasta la superficie del baño. Los principios que se aplican a la eliminación del hidrógeno también se aplican a la eliminación de óxidos.
El principio de desgasificación por rotación consiste en aumentar la superficie del gas de intercalación expuesta al metal. Cuanto mayor es la superficie, mayor es la velocidad de transferencia del metal al gas inerte. Para un volumen de gas dado, cuanto menor es el tamaño de la burbuja, mayor es la superficie. Por ejemplo, una burbuja con un diámetro de 1 pulgada tiene una superficie de 6 pulgadas cuadradas. Si esa misma burbuja se divide en burbujas con un diámetro de 1/16 de pulgada, la superficie aumentará hasta 96 pulgadas cuadradas. Las burbujas más pequeñas interfieren menos en la superficie del metal fundido, lo que reduce la absorción adicional de hidrógeno en entornos húmedos.