La fundición de aleaciones de aluminio es fundamental para obtener productos de aluminio de alta calidad. Tras someter el lingote de aleación de aluminio a un tratamiento térmico de homogeneización, en ocasiones se forman burbujas superficiales en la superficie. La superficie de las piezas fundidas de aleación de aluminio presenta protuberancias dispersas, que en realidad son cavidades. Al observarlas con un aumento, la pared interior de la cavidad presenta un brillo metálico.
La estructura dendrítica que permanece tras el recocido suave y uniforme se encuentra en las proximidades de la cavidad de la burbuja, y la estructura dendrítica en la posición correspondiente de la pared interior de la burbuja presenta una correspondencia. Al observarla con un microscopio electrónico, la pared interior de la burbuja presenta un patrón en forma de terraza, y la superficie de la burbuja es irregular. Las burbujas en la superficie del lingote de aleación de aluminio no están presentes tras la fundición, sino que solo aparecen después de que la pieza fundida haya sido sometida a un recocido uniforme. No parece tratarse de un defecto metalúrgico, sino que se debe a un contenido de hidrógeno demasiado elevado durante el proceso de lingotado.
Fundición de aleaciones de aluminio
En el proceso de fundición de aleaciones de aluminio, debido a una desgasificación incompleta, el exceso de gas (principalmente hidrógeno) que queda en la masa fundida queda retenido en el lingote de aluminio. Si el contenido de hidrógeno es demasiado elevado, se formarán burbujas en el lingote de aluminio.
Además del contenido de hidrógeno del lingote de aluminio, las burbujas de aire presentes en la superficie del mismo también están relacionadas con la velocidad de enfriamiento y la temperatura de homogeneización. Según las investigaciones sobre aleaciones de aluminio, magnesio y silicio, cuando el contenido de hidrógeno en el lingote es el mismo, cuanto mayor es la velocidad de enfriamiento de la fundición y cuanto más alta es la temperatura de homogeneización, más fácil resulta que se formen burbujas en la superficie del lingote de aluminio. Cuanto mayor sea el contenido de hidrógeno en el lingote, menor será la temperatura de homogeneización de las burbujas en la superficie del lingote, independientemente de la velocidad de enfriamiento.
Además de en la fundición de lingotes, las aleaciones de aluminio también pueden generar burbujas en la superficie de productos transformados, como chapas y productos extruidos, durante el tratamiento térmico. Por otra parte, esto también está relacionado con el exceso de humedad del horno de tratamiento térmico.
El hidrógeno atómico se genera en la superficie del vapor de agua y de la aleación de aluminio. El átomo de hidrógeno tiene un radio pequeño y se difunde en la capa metálica a lo largo de los límites de grano y de la red cristalina. Cuando se reduce la temperatura en el horno, la concentración de hidrógeno en el interior es muy baja, y el hidrógeno se precipita de la solución sólida. La presión alcanza varios veces la presión atmosférica, lo que hace que el metal de la superficie se abombe y forme burbujas.
Para evitar la formación de burbujas en la superficie de los lingotes y productos de aluminio, podemos partir de los cuatro aspectos siguientes:
1. Selecciona el líquido de aluminio adecuado sistema de desgasificación y equipos de filtrado para reducir al mínimo el contenido de hidrógeno del lingote de aluminio.
2. Al realizar el recocido homogéneo y el tratamiento térmico de los lingotes de aluminio, se debe controlar estrictamente la temperatura del horno de recocido. Además, el tiempo de recocido no debe ser demasiado prolongado.
3. La humedad en el horno de recocido homogéneo no debe ser demasiado elevada, y el mantenimiento y la resistencia a la humedad del equipo de tratamiento térmico deben incluirse en el informe de trabajo.
4. Los lingotes de aleación de aluminio, los productos de aluminio y las herramientas y utensilios de producción deben mantenerse secos y protegidos de la humedad.