La purificación, en el control de calidad de las aleaciones de aluminio, es el eslabón más importante en el control de calidad de los alambres de aleación de aluminio. La reducción de las impurezas gaseosas y las inclusiones no metálicas en la palanquilla de fundición del alambrón permite reducir la rotura del alambre causada por burbujas o inclusiones, disminuir la fragilización por hidrógeno y mejorar la resistencia a la tracción, la resistencia a la fatiga y la conductividad eléctrica. Las impurezas del baño de aleación de aluminio son principalmente impurezas gaseosas e inclusiones no metálicas.
Purificación de una aleación de aluminio
Fuentes de impurezas en el gas y factores que influyen en ellas:
La principal impureza gaseosa en las aleaciones de aluminio es el hidrógeno. La principal fuente de hidrógeno en el aluminio fundido son los átomos de hidrógeno que se producen por la reacción entre el agua y el aluminio líquido. Cuando la temperatura es inferior a 250 °C, el aluminio entra en contacto con la humedad del aire y reacciona para producir hidrógeno e hidróxido de aluminio. El hidróxido de aluminio reacciona posteriormente a 400 ℃ para producir óxido de aluminio e hidrógeno. La alúmina se encuentra en el aluminio fundido en forma de escoria de aluminio, mientras que el hidrógeno se distribuye principalmente en los huecos entre los átomos metálicos, en forma de átomos o iones, en el aluminio fundido; una pequeña cantidad queda suspendida en el fundido en forma de burbujas moleculares. La solubilidad del hidrógeno en el aluminio sólido es muy baja. Durante la solidificación del aluminio fundido, una gran cantidad de hidrógeno se precipita fuera del fundido, formando burbujas en la plancha colada y afectando al rendimiento del producto.
Los factores que influyen en el contenido de hidrógeno en el aluminio fundido son los siguientes:
La presión parcial del gas en el entorno de fusión. A una misma temperatura, la solubilidad del hidrógeno en el metal aumenta al incrementarse la presión parcial del hidrógeno en la composición del gas del horno. Por lo tanto, la solubilidad del hidrógeno en el aluminio fundido en un horno de llama es mayor que en un horno eléctrico. La experiencia ha demostrado que, en diferentes estaciones del año y regiones, el contenido de hidrógeno del aluminio fundido varía en función de la humedad del aire, y que dicho contenido aumenta a medida que aumenta la humedad del aire.
Temperatura de fusión. La temperatura de fusión y el contenido de hidrógeno del fundido también están correlacionados positivamente. Cuanto mayor es la temperatura de fusión, más hidrógeno absorbe el fundido de aluminio.
La influencia de los elementos de aleación. Los elementos de aleación con mayor fuerza de enlace con el hidrógeno, como el titanio, el circonio, el magnesio, etc., aumentan la solubilidad del hidrógeno en la aleación. Elementos como el cobre, el silicio, el manganeso y el zinc pueden reducir la solubilidad del hidrógeno en las aleaciones de aluminio. La aleación de aluminio-magnesio-silicio de alta resistencia pertenece a la categoría de aleaciones de aluminio absorbentes de hidrógeno de resistencia media.
El estado de la película de óxido en la superficie del aluminio fundido y la duración del proceso de fundición también influyen de forma diferente en el contenido de hidrógeno del aluminio fundido.
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