El aluminio es un metal que se utiliza a menudo por su resistencia relativa, dada su ligereza. Sin embargo, cuando se funde el aluminio, las impurezas, conocidas como inclusiones, pueden crear puntos débiles en el producto. Existen varias causas para estas inclusiones, pero una de las más frecuentes es la presencia de hidrógeno. El hidrógeno gaseoso es soluble en el aluminio líquido y puede atravesar el aluminio fundido casi con la misma facilidad con la que atraviesa el aire. A medida que el metal líquido se enfría y se endurece, el hidrógeno fluye de las zonas de alta presión hacia las de baja presión. Se agrupa y crea bolsas de gas que, cuando el metal se solidifica, se convierten en inclusiones y puntos débiles. La desgasificación es un proceso que se utiliza para eliminar el hidrógeno de la aleación de aluminio fundido.
El hidrógeno puede introducirse en el aluminio líquido mediante la combustión en hornos de gas, la condensación en las herramientas, los fundentes y los aditivos de aleación. Sin embargo, lo más habitual es que el hidrógeno se introduzca en el aluminio fundido a través de la humedad atmosférica. La disolución del hidrógeno aumenta a medida que aumenta la humedad relativa atmosférica.
Desgasificación de aleaciones de aluminio fundido
A medida que aumenta la demanda de productos de aluminio de mayor calidad, especialmente en la industria aeroespacial, también lo hace la necesidad de reducir la presencia de inclusiones en los productos moldeados. Un método habitual para eliminar el hidrógeno consiste en introducir nitrógeno gaseoso en forma de burbujas en el aluminio líquido. El hidrógeno es atraído por las burbujas de nitrógeno, que lo transportan a través del aluminio hasta liberarlo en la superficie. El argón también es muy eficaz, pero debido a los elevados costes asociados a este gas, se prefiere el nitrógeno.
El nitrógeno gaseoso se introduce en el metal fundido mediante una lanza estática o un desgasificación por rotación. El método de la lanza estática es más económico, pero también menos eficaz que la desgasificación rotativa, sobre todo en entornos húmedos.
La lanza estática es un tubo que se introduce en el crisol de aluminio líquido. Del extremo de la lanza se liberan grandes burbujas de nitrógeno que ascienden a través del producto. Al entrar en contacto con el aire húmedo, las grandes burbujas rompen la superficie y atraen más humedad, que se disocia en hidrógeno y oxígeno. A continuación, el hidrógeno se vuelve a disolver en el aluminio.
El desgasificado rotativo funciona aumentando la superficie de contacto del gas inerte introducido en el metal. Las burbujas de nitrógeno, al ser más pequeñas, tienen una superficie de contacto total mucho mayor y capturan una mayor cantidad de hidrógeno. Además, al producir menos perturbaciones superficiales, estas burbujas más pequeñas evitan que el hidrógeno de la humedad atmosférica vuelva a incorporarse al metal.