Fundentes para fundición de aluminio

Los fundentes para la fundición de aluminio son, principalmente, una mezcla de sales de cloruro y fluoruro, junto con otros aditivos. La mayoría de los fundentes se basan en KCl y NaCl. Otro compuesto de uso habitual es el NaF, que forma un eutéctico ternario a 607 °C con KCl y NaCl.

AdTech ofrece fundentes para la fundición de aluminio, entre los que se incluyen Fundente de refinado, Fundente desescoriador, agente de recubrimiento aislante, Fundente para la eliminación de óxidos.

El fluoruro de metal alcalino es un tensioactivo que puede reducir la tensión superficial entre el fundente y el metal, así como entre el fundente y el óxido. En comparación con los metales alcalinos, el AlF₃, el MgF₂ y el cloruro presentan una actividad superficial reducida. Esto se debe a que la sal de fluoruro fundida, que contiene NaF y F, puede absorber fácilmente parte del sodio y el potasio, y tanto el sodio como el potasio son elementos tensioactivos. Al igual que el sodio, el potasio tiene un impacto negativo en las propiedades finales de la pieza fundida. Afortunadamente, debido a sus propiedades similares, el potasio puede eliminarse de la misma forma que el sodio.

Los fluoruros metálicos pueden disolver los óxidos en pequeñas cantidades, lo que ayuda a penetrar en la película de óxido de la superficie de la escoria, mejorando así la humectabilidad y facilitando la separación de las inclusiones de óxido del líquido y del aluminio de la escoria. Sin embargo, el punto de fusión de los fluoruros de metales alcalinos suele ser más alto, lo que limita su aplicación, y el uso de sales fluoradas conlleva requisitos de protección medioambiental más estrictos que el de las sales de cloro puras. Como fundentes de sal fluorada se utilizan habitualmente la criolita (Na₃AlF₆), el fluoruro de calcio (CaF₂) o el fluorosilicato de sodio (Na₂SiF₆), y el contenido total suele estar dentro del 20%.

Los compuestos de oxígeno, como el NaNO₃ y el KNO₃, añadidos al fundente, reaccionan con el aluminio para formar Al₂O₃ y liberan una gran cantidad de calor, lo que mejora localmente la fluidez y, por lo tanto, aumenta el rendimiento real del aluminio. En el agente del horno, estas reacciones exotérmicas pueden acelerar la penetración del fundente en las inclusiones de la pared del horno.

Los compuestos presentes en las inclusiones pueden descomponerse en el aluminio fundido para generar Cl, CO o haluro metálico gaseoso, y el hidrógeno del aluminio fundido se difunde hacia las burbujas, con lo que se consigue eliminar el hidrógeno. El más utilizado de estos compuestos es el C₂Cl₆, que puede producir Cl₂ y AlCl₃.

Ciertos compuestos y el aluminio o las inclusiones de aluminio regulan el contenido de elementos de aleación en el aluminio fundido. El NaF puede aumentar el contenido de trazas de sodio y ejercer un efecto metamórfico; el K₂TiF₆ y el KBF₄ pueden aumentar el contenido de titanio y boro, respectivamente, y ejercer un efecto de refinamiento. El AlF₃ puede eliminar, hasta cierto punto, los elementos impuros presentes en el aluminio fundido, como el Ca, el Sr, el Na y el Mg. Cuando hay Cl presente, se puede formar un compuesto que contenga Cl, lo que permite eliminar el Ca, el Li, el Mg y el Sr.